Tìm hiểu hệ thống đóng chai trong nhà máy bia

ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Sinh viên thực hiện : Đỗ Đăng Linh & Nguyễn Văn Hùng http://www.ebook.edu.vn
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giáo viên hướng dẫn : Trần Mạnh Cường
1, Nhóm sinh viên thực hiện: Đỗ Đăng Linh
Nguyễn Văn Hùng
Sinh viên lớp : Điện tử tin học – CN K46
TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU HỆ THỐNG ĐÓNG CHAI
TRONG NHÀ MÁY BIA
Chương I: TỔNG QUAN HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY BIA
VÀ PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT
1.1 Khái niệm bia:
Bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà loài người đã tạo ra, có niên
đại ít nhất là từ thiên niên kỉ 5 TCN. Bia (từ tiếng Pháp: bière hoặc Anh: beer) nói
một cách tổng thể, là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên
men của đường lơ lửng trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi
lên men. Bia dược sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là nước, malt, gạo, hoa
houblon, sau quá trình lên men, sẽ cho ra một loại đồ uống giàu dinh dưỡng, có
hương thơm đặc trưng, độ cồn thấp, vị đắng dịu và lớp bọt trắng mịn với hàm
lượng CO2 phù hợp. Ngoài ra, trong bia còn chứa một hệ enzim khá phong phú,
đặc biệt là nhóm enzim kích thích tiêu hoá amylaza.
Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp thực phẩm nói chung và
ngành công nghiệp sản xuất bia nói riêng của nước ta đã có một diện mạo mới.
Lượng bia sản xuất ngày càng tăng cùng với thiết bị và công nghệ sản xuất ngày
càng hiện đại nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.

* Thành phần
1. Nước:
Do thành phần chính của bia là nước nên nguồn nước và các đặc trưng của nó có
ảnh hưởng rất quan trọng tới các đặc trưng của bia. Nhiều loại bia chịu ảnh hưởng
hoặc thậm chí được xác định theo đặc trưng của nước trong khu vực sản xuất bia.
Mặc dù ảnh hưởng của nó cũng như là tác động tương hỗ của các loại khoáng chất
hòa tan trong nước được sử dụng trong sản xuất bia là khá phức tạp, nhưng theo
quy tắc chung thì nước mềm là phù hợp cho sản xuất các loại bia sáng màu. Do đó,
để đảm bảo sự ổn định về chất lượng và mùi vi của sản phẩm, nước cần được xử lý
trước khi tham gia vào quá trình sản xuất bia nhằm đạt được các chỉ tiêu chất
lượng nhất định.
2. Malt:
Bằng cách ngâm hạt lúa mạch vào trong nước, cho phép chúng nảy mầm đến một
giai đoạn nhất định và sau đó làm khô hạt đã nảy mầm trong các lò sấy để thu được
hạt ngũ cốc đã mạch nha hóa (malt). Mục tiêu chủ yếu của quy trình này giúp hoạt
hoá, tích luỹ về khối lượng và hoạt lực của hệ enzin trong đại mạch. Hệ enzym này
giúp chuyển hóa tinh bột trong hạt thành đường hoà tan bền vững vào nước tham
gia vào quá trình lên men. Thời gian và nhiệt độ sấy khác nhau được áp dụng để
tạo ra các màu malt khác nhau từ cùng một loại ngũ cốc. Các loại mạch nha sẫm
màu hơn sẽ sản xuất ra bia sẫm màu hơn.
3. Hoa houblon:
Hoa houblon được con người biết đến và đưa vào sử dụng khoảng 3000 năm TCN.
Đây là thành phần rất quan trọng và không thể thay thế được trong quy trình sản
xuất bia, giúp mang lại hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ
bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm.
Cây hoa bia được trồng bởi nông dân trên khắp thế giới với nhiều giống khác nhau,
nhưng nó chỉ được sử dụng trong sản xuất bia là chủ yếu. Hoa houblon có thể
được đem dùng ở dạng tươi, nhưng để bảo quản được lâu và dễ vận chuyển,
houblon phải sấy khô và chế biến để gia tăng thời gian bảo quản và sử dụng.
4. Gạo:
Đây là loại hạt có hàm lượng tinh bột khá cao có thể được sử dụng xản xuất được
các loại bia có chất lượng hảo hạng. Gạo được đưa vào chế biến dưới dạng bột
nghiền mịn để dễ tan trong quá trình hồ hoá, sau đó được phối trộn cùng với bột
malt sau khi đã đường hoá. Cần chú ý, hạt trắng trong khác hạt trắng đục bởi hàm

lượng protein. Do đó, trong sản xuất bia, các nhà sản xuất thường chọn loại hạt gạo
có độ trắng đục cao hơn
5. Men:
Men bia là các vi sinh vật có tác dụng lên men đường. Các giống men bia cụ thể
được lựa chọn để sản xuất các loại bia khác nhau, Men bia sẽ chuyển hoá đường
thu được từ hạt ngũ cốc và tạo ra cồn và carbon đioxit (CO2). Bia Sài Gòn, với
công nghệ sản xuất hiện đại hiện sử dụng loại men được nuôi cấy có độ tinh khiết
cao, đảm bảo sự ổn định và đồng bộ trong sản phẩm của mình.
Hình 1.1 Một số sản phẩm bia sử dụng rộng rãi ở Việt
Nam
1.2 Giới thiệu nhà máy bia
• Tên : Nhà máy bia Quảng Nam
• Địa chỉ : Khu công nghiệp Điện Nam – Điện Ngọc, Điện Bàn Quảng
Nam
• Thành lập : Tháng 9 năm 2002
• Diện tích : 30.000 m2

• Hình thức doanh nghiệp : Doanh nghiệp nhà nước
• Tổng vốn đầu tư: 10 Triệu USD
• Công suất : Giai đoạn 1 : 10 triệu lít/năm
Giai đoạn 2 : 20 triệu lít /năm ( từ năm 2005)
• Công suất dự kiến trong tương lai : 120 triệu lít/năm
• Nghành nghề kinh doanh : Sản xuất và cung ứng bia
1.3 Quy trình sản xuất bia
Hinh 1.2 : Sơ đồ quy trình công nghệ

Quy trình trên chia thành các quá trình sau :
Nguyên liệu dùng để sản xuất bia bao gồm: gạo, malt, H20, men, hoa
Hupblon. Trong đó malt và hoa Hupblon là hai nguyên liệu chính dùng để
sản xuất bia, nó có chất lượng cao của các hãng cung cấp hàng đầu thế giới.
Việc sản xuất dựa trên nền tảng công nghệ tiên tiến và tuân thủ nghiêm ngặt
theo đúng các quy trình công nghệ cũng như các tiêu chuẩn của Việt Nam -
Thế giới.
Gạo: chỉ là nguyên liệu phụ (chiếm 30%), nguyên liệu dùng để thay
thế nhằm giảm giá thành sản phẩm. Gạo được mua từ gạo ăn bình thường,
đem nghiền nát sau đó say mịn ở dạng tấm và được đưa vào nồi gạo. Ở nồi
gạo, gạo dạng tấm được hoà tan bằng nước ở 77 độ C và hỗn hợp đó được
hồ hoá ở 100 độ C. Trong quá trình hồ hoá có bổ sung thêm một số hoá chất
như: CaCl2, CaSO4 nhằm mục đích cung cấp Ca 2+ để phục vụ cho quá
trình đường hoá sau này và có bổ sung thêm 1 loại enzym chống cháy có tên
thương mại là Termamyl để pha loãng dung dịch, chống trường cháy nồi và
enzym này phải là enzym chịu nhiệt cao.
Malt: là một hạt ngũ cốc gọi là lúa mạch (chiếm 70%). Nó được nhập
từ các nước Anh, Úc, Đan Mạch. Chất lượng malt được đảm bảo theo tiêu
chuẩn tập đoàn Casberg. Malt được các nước gởi mẫu cho phòng thí nghiệm
Casberg và chất lượng của malt được kiểm tra tại đó. Sau khi kiểm tra xong
mẫu malt được gởi về cho Công ty bia Huda và nó được đưa vào các SILO
bể chứa. malt dạng hạt sau khi say được hoà tan bằng nước ở 37 độ C và cho
vào nồi malt. Đối với việc hoà tan malt khác với hoà tan gạo vì malt dể bị
hiện tượng đóng cục hơn do đó malt được khuấy trộn dưới dạng phun nước
trước khi cho vào nồi phun. Malt còn được dùng để tạo màu cho bia, với
malt bình thường không đủ độ màu vì thế người ta thêm malt “ đen” để tăng
độ màu, bia Huda có độ màu từ 4 - 6 EBC.
Men: là chất xúc tác có nguồn gốc prôtêin, đó là những phân tử có cấu
tạo từ axit amin và có cấu trúc không gian xác định của mạch polypeptit.
Tác dụng xúc tác là nhờ các quá trình lên men. Đó là những quá trình trong
đó xảy ra sự thay đổi thành phần hoá học của chất gây ra do kết quả hoạt
động của các vi sinh vật nào đó (ví dụ men rượu, nấm hoặc vi khuẩn).Trong
những trường hợp này, những chất men do vi sinh vật tạo ra là những yếu tố
hoạt động xúc tác. Chất men vẫn giữ được tính hoạt động và khả năng tác
dụng của nó khi lấy nó ra khỏi vi sinh vật. Mỗi loại men có một hương vị
riêng.
Hoa Hupblon: dùng để tạo vị đắng cho bia. Cây Hupblon là một loại
dây leo, thích hợp khí hậu ôn đới, được trồng nhiều ở Anh, Mỹ. Có 2 loại

Hupblon là: Hupblon bittermiss và Hupblon Aroma. Cả 2 loại này đều phải
được bảo quản ở nhiệt độ dưới 10 độ C để giảm độ mất mát của - axit. Trên
cây Hupblon người ta thường dùng hoa của cây để tạo vị đắng cho bia vì hoa
của cây Hupblon có vị đắng nhiều hơn.
H2O: nguồn nước sử dụng của bia Huế được lấy từ Nhà máy nước
Vạn Niên (thượng nguồn sông Hương) rất đảm bảo các chỉ số kỹ thuật phù
hợp cho việc sản xuất bia.
Chính vì vậy chất lượng sản phẩm của Công ty luôn thoả mãn với các
tiêu chuẩn nghiêm ngặt về vệ sinh an toàn thực phẩm của các quốc gia khác
nhau trên thế giới như: Mỹ, Canada, Châu âu ... và được các nhà nhập khẩu
hàng đầu luôn hài lòng về chất lượng ổn định.
* Quá trình đường hoá và lọc:
Ở nồi malt tiến hành quá trình đường hoá ở 66 độ C trong 1 giờ. Sau đó
nâng lên 76 độ C và chuyển qua nồi lọc để tách tất cả các bã malt. Ở nồi lọc
người ta thu dung dịch đầu, sau đó dùng nước rửa ở 76 độ C để rửa hoàn
toàn dung dịch đường còn lại. Sau đó bã hèm được xã ra ngoài và bán cho
ngành chăn nuôi. Để thử quá trình đường hoá hoàn toàn hay không người ta
dùng iốt để thử. Nếu đạt thì nâng hỗn hợp lên 76 độ C trực tiếp bằng hơi, lúc
này thì enzym - amylase bắt đầu hoạt động.
* Quá trình Hupblon hoá:
Được tiến hành tại nồi Hupblon. Ở đây lại xãy ra quá trình đường hoá trong
1 giờ. Ở hoa Hupblon quan trọng là - axit đắng.
* Quá trình lắng trong và làm lạnh:
Quá trình này được thực hiện bằng một thiết bị lắng trong gọi là Whirlpool.
Dịch được đưa qua thiết bị lắng trong ở 100oC, tất cả các cặn bã trong quá
trình Hupblon được tách ra ở thiết bị này. Dịch trong thu được đi qua thiết bị
làm lạnh, dung dịch sau khi đi ra khỏi thiết bị làm lạnh có nhiệt độ làm lạnh
là 16oC và tiến hành thu dịch ở 16oC.
*Quy trình công nghệ ở phân xưởng lên men:

*Quy trình này gồm có các quá trình sau:
Quá trình lên men: quá trình lên men là quá trình trao đổi chất qua
màng tế bào.
Ở phân xưởng lên men xảy ra nhiều quá trình, tất cả các quá trình đều nằm ở
thùng lên men. Dịch lạnh ở 16oC ở phân xưởng nấu theo đường ống dẫn qua
các thùng lên men, ở phân xưởng lên men có gần 50 thùng lên men, mỗi
thùng lên men có một đồng hồ nhiệt độ riêng. Trong 4 - 8 giờ đầu tiên xảy ra
quá trình men sử dụng chất dinh dưỡng trong đường, O2 (để tăng nồng độ
oxy hoá) để tạo sinh khối cho men bia phát triển. Quá trình lên men dừng lại
khi lượng O2 giảm đến 0. Dịch đường (đường maltol) lên men được giữ ở
nhiệt độ 16 độ C vì:
• Ở nhiệt độ này thích hợp cho nấm men phát triển.
• Dễ chuyển đổi đường thành rượu, CO2 và một số sản phẩm phụ như các
este tạo mùi (ví dụ: este amin).
Nếu lên men ở nhiệt độ quá cao sẽ xảy ra hiện tượng hỏng men, sẽ làm đục
bia.
Căn cứ vào nhiệt độ để quy định số ngày lên men.
Nhiệt độ càng cao thì tốc độ lên men càng lớn.
Khi lượng đường lên men còn lại đạt giá trị không đổi (thường từ 7- 8 ngày)
thì ta bắt đầu hạ nhiệt độ (từ 16oC xuống -1,5 độ C).
Trong 4 ngày đầu lên men người ta tiến hành thu hồi men, lúc này men đạt
cực đại, nó kết thành từng mãng lớn rồi lắng xuống đáy. Trung bình 1 mẻ
men có thể sử dụng khoảng 10 lần để lên men bia. Lúc nào độ lên men RDF
thấp thì tiến hành thải men.
Sơ đồ quá trình lên men bia:

Quá trình lọc: mục đích của quá trình lọc bia là để loại các tế bào nấm men,
các tạp chất...
Bia sau khi lên men được gọi là bia non. Bia non tiếp tục đi qua máy lọc
khung bản với chất trợ lọc là đất lọc và giấy lọc. Dung dich sau khi lọc được
thu hồi gọi là bia trong. Để đo độ trong của bia người ta dựa vào máy đo độ
đục.
Sơ đồ khung bản:
Sau khi lọc khoảng 2 tuần người ta tiến hành vệ sinh 1 lần để loại bỏ các cặn
bả của bia non ra ngoài. Bia non sau khi qua thiết bị lọc thu được bia trong
thành phẩm có nồng độ alcol 4,5% và tiếp tục đi qua phân xưởng chiết.
Quy trình công nghệ ở phân xưởng chiết
Chai thu hồi được đưa qua máy rửa bằng các băng tải. Quá trình rửa
chai trong hệ thống máy rửa như sau: chai được đưa vào bể ngâm khoảng
chừng 5 phút để bóc tất cả các dãn hiệu. Sau đó đi vào bể sút khoảng 20 phút
để làm sạch chai, tiếp tục qua máy nước nóng để làm sạch sút, rồi qua nước
ẩm, cuối cùng là qua nước lạnh và qua hệ thống sấy khô. Chai sau khi ra
khỏi máy rửa tiếp tục đi qua các băng tải khác, các băng tải này sẽ đưa chai
rửa sạch qua hệ thống đèn soi để thu hồi những chai còn bẫn và chai vỡ và
tiếp tục đi qua máy chiết. Bia trong được chiết vào chai bằng một thiết bị

xoay tròn (mỗi vòng như vậy chiết được 42 chai) và tiếp tục được đưa qua
hệ thống đóng nắp chai. Trước khi đi qua hệ thống đóng nắp, chai bia đã
được sục CO2 (hoá lỏng) vào để tạo ga và đồng thời qua hệ thống bơm nước
nóng để đuổi hết O2 không khí ra ngoài nhằm diệt con men bia. Chai bia sau
khi đã được đóng nắp tiếp tục đi qua hệ thống thanh trùng. Hệ thống thanh
trùng gồm có nhiều ngăn, 2 ngăn lạnh rồi đến 2 ngăn nóng, tiếp theo là 2
ngăn lạnh, mỗi ngăn như vậy có một nhiệt độ khác nhau, nhiệt độ thấp nhất
là 20 độ C, nhiệt độ cao nhất là 67 độ C. Sở dĩ nhiệt độ lên xuống như vậy là
để giảm độ thích nghi của con men bia và nhiệt độ được giữ không quá 67
độ C vì nếu nhiệt độ cao hơn nhiệt độ này thì sẽ tạo 1 áp suất lớn trong chai
sẽ làm vỡ chai. Bia sau khi được thanh trùng tiếp tục đi qua bộ phận dán
nhãn và đưa vào két, các két đóng xong được đưa vào kho. Bia ra lò có nhiệt
độ khoảng 36 độ C. Ở phân xưởng chiết trong 1 ca quá trình diễn ra liên tục
và hầu như là cơ khí hoàn toàn.
1.4 Hệ thống đóng chai trong nhà máy
• Tổng quan về quy trình đóng chai
Hiện nay với công nghệ hiện đại rất nhiều quá trình công nghiệp được tự
động hóa. Trong đó dây truyền đóng nút chai tự động là một trong những hệ thống
được sử dụng rất phổ biến và rộng rãi.
Một hệ thống sản xuất nước đóng chai hiện đại thường được phân chia thành
nhiều khâu nối tiếp nhau. Một quy trình dây truyền đóng chai khép kín có thể được
mô tả như sau:
Từ khâu cấp chai, các chai được đưa vào hệ thống băng tải, trước tiên chai
được cho đi qua hệ thống rửa. Chai dùng trong hệ thống đóng chai thường là chai
thành phẩm, nên thường tại khâu này chỉ qua súc rửa để làm sạch bụi.
Sau khi được rửa sạch, các chai được băng chuyền đưa đến hệ thống rót liệu,
tới vị trí rót, chai sẽ được dừng chính xác nhờ một cảm biến, để đảm bảo chính xác
hơn nữa, có thể bố trí các cơ cấu cơ khí để kẹp giữ chai. Hệ thống van rót, cơ cấu
rót được hạ xuống sao cho vòi rót ngập sâu trong miệng chai. Sở dĩ cần thiết kế

như vậy vì áp suất trong bể chứa được giữ rất lớn và không đổi, đảm bảo tốc độ rót
cao và thời gian mỗi lần rót là như nhau, việc nhúng vòi rót vào trong chai để tránh
chất lỏng văng ra ngoài khi rót với tốc độ lớn. với thiết kế như vậy, tổng thời gian
để nâng hạ van và rót liệu chỉ mất từ 2-3 giây.
Khi chai đạt được mức quy định được băng tải vận chuyển đến vị trí đóng
nút. Khâu đóng nút bao gồm cơ cấu cấp nắp chai và đóng nút. Cơ cấu đóng có thể
là xi lanh thủy khí (với nút dập) hoặc mô tơ (với nút vặn), cơ cấu cấp nắp chai có
thể dưới dạng gài sẵn trên băng tải hoặc kết hợp với cơ cấu dập.
Sau đó là khâu dán nhãn, đây có thể coi là khâu đơn giản nhất trong hệ thống
đóng chai. Cơ cấu bôi keo dính được gắn ngay trên băng tải và bố trí tiếp tuyến sao
cho tì vào mặt chai, ngoài chuyển động thẳng trên băng tải, chai còn chuyển động
quay tròn do lực tì của cơ cấu bôi keo. Tương tự với cơ cấu cấp nhãn, chai sau khi
bôi keo, quay tròn, cuốn băng giấy nhãn 1 vòng quanh chai.
Khâu cuối cùng là kiểm tra và đóng gói sản phẩm. khâu kiểm tra bao gồm
một loạt các cảm biến để kiểm tra chất lượng sản phẩm(đủ định mức, đóng nút dán
nhãn đạt yêu cầu…) sau khi kiểm tra sẽ qua cơ cấu phân loại, 1 tay gạt sẽ loại bỏ
chai sang một băng tải khác. Các chai đạt tiêu chuẩn sẽ qua khâu đóng gói, chai
được xếp thành khối nhờ các tay máy gạt và nâng hạ.
Như vậy toàn bộ quy trình công nghệ đóng nút chai được tự động hoàn toàn,
với đầu vào là nguyên liệu và chai rỗng, đầu ra là sản phẩm có thể đem bán trực
tiếp.
a, Quá trình rót liệu.
Các chai sau khi rửa được băng tải đưa đến vị trí rót liệu. Khi gặp cảm biến vị trí
băng tải dừng lại. Cảm biến lại báo cho bộ điều khiển hệ thống rót liệu hoạt động,
hệ thống rót liệu xả nhiên liệu vào trong chai được đo bằng cảm biến lưu lượng,

khi đạt mức quy định cảm biến lưu lượng sẽ báo bộ điều khiển dừng hệ thống rót
liệu. Quá trình rót liệu kết thúc
b, Quy trình đóng nút.
Khi đạt mức quy định cảm biến vị trí sẽ báo bộ điều khiển dừng hệ thống rót liệu.
Các chai được rót đủ nhiên liệu tiếp tục được băng tải vận chuyển đến vị trí đóng
nút . Khi chai gặp cảm biến vị trí hệ thống băng tải dừng lại. CB sẽ báo bộ điều
khiển, điều khiển hệ thống đóng nút chai. Van khí nén điều khiển xi lanh dập nút
chai, khi đó các nút chai sẽ được dập vào chai. Sau khi dập xong cảm biến vị trí lại
báo tín hiệu cho hệ thống và các chai lại tiếp tục được di chuyển đến vị trí dán
nhãn.
c, Quy trình dán nhãn.
Sau khi các chai qua vị trí đóng nút, tiếp tục được di chuyển. Khi đến vị trí
dán nhãn cảm biến vị trí lại báo cho hệ thống băng tải dừng lại. Tại vị trí dán nhãn
có cơ cấu kẹp ở hai bên đi vào giữa kẹp chặt chai lại. Khi đó xi lanh dán nhãn hoạt
động và các chai được dán nhãn. Sau khi dán xong cơ cấu kẹp nhả ra và cảm biến
vị trí báo cho hệ thống băng tải tiếp tục chạy. Các chai sau khi dán xong được đưa
vào đóng hộp.
Ở Việt Nam hiện nay, các nhà máy lớn đều có những dây chuyền đóng chai
hoàn toàn tự động. Các dây chuyền này phần lớn được nhập khẩu toàn bộ từ nước
ngoài. Những xí nghiệp nhỏ hơn có thể sử dụng dây chuyền ghép nối từ các
module, mỗi module tương ứng với một khâu trong quá trình đóng chai. Việt Nam
đã có khả năng chế tạo một số module riêng lẻ, chủ yếu là module rót liệu và đóng
nút, đa số dùng bán tự động trong các cơ sở sản xuất nhỏ.

1.5 Bài toán cần giải quyết
Dây chuyền đóng chai là một hệ thống phức tạp, đòi hỏi rất cao về thiết kế
cơ khí và khả năng đồng bộ hóa. Tại mỗi khâu đều yêu cầu cơ khí chính xác để
đảm bảo các thao tác diễn ra một cách nhanh chóng và chuẩn xác. Đồng bộ hóa
trong từng khâu cũng như giữa các khâu với nhau phải diễn ra nhịp nhàng (số chai
đầu ra của khâu rót sẽ là số chai đầu vào cho khâu đóng nút sẽ phải tương đương
nhau, hoặc chai sẽ chờ ở vị trí trung gian…).
Hệ thống dây chuyền có sử dụng băng tải vận chuyển, chuyên chở là một
thành phần cơ bản, được sử dụng chủ yếu trong các dây truyền công nghiệp trong
lĩnh vực khai thác và chế biến. Trong lĩnh vực chế biến, đặc biệt là ngành chế biến
thực phẩm, giải khát, trong các dây chuyền chế biến tự động, băng tải là thành
phần xuyên suốt. Bài toán đặt ra là vấn đề điều khiển băng tải, nghiên cứu về chế
độ làm việc, tốc độ hoạt động…có thể có của băng tải, nhằm phục vụ các mục
đích, yêu cầu của hệ thống.
Phần lý thuyết sẽ nghiên cứu các thiết bị điều khiển truyền động cho hệ
thống băng tải. Đề tài lựa chọn phương án điều khiển băng tải sử dụng động cơ 3
pha roto lồng sóc truyền động cho băng tải, thay đổi tốc độ động cơ bằng cách thay
đổi tần số nhờ biến tần, dùng PLC điều khiển toàn bộ hệ thống (chạy chế độ thuận,
ngược, tốc độ nhanh chậm, dừng, rót…), sử dụng các cảm biến, encoder để lấy tín
hiệu điều khiển đầu vào cho PLC. Nhiệm vụ của phần lý thuyết sẽ nghiên cứu cấu
tạo, nguyên lý hoạt động, chức năng và ứng dụng của các thiết bị trên.
PLC là thiết bị điều khiển trung tâm, nhận tín hiệu điều khiển từ các cảm
biến , PLC có nhiệm vụ lựa chọn các mức tấn số của biến tần tương ứng với các
cấp tốc độ và các chế độ dừng, thuận, ngược, PLC còn có nhiệm vụ điều khiển các
cơ cấu chấp hành(nâng hạ, đóng mở van rót). Biến tần cung cấp điện áp đã được

thay đổi tần số cho động cơ, nhờ đó động cơ có khả năng thay đổi tốc độ. Động cơ
truyền động cho băng tải nhờ hệ thống băng tải nhờ hệ bánh răng vòng xích.
Khi vận hành hệ thống, chai được đưa lên băng tải gặp cảm biến vị trí 1, cảm
biến 1 sẽ đưa tín hiệu tới bộ điều khiển PLC để bắt đầu điều khiển động cơ băng
tải chạy theo 3 cấp tốc độ trên quãng đường đã được tính toán. Khi động cơ băng
tải chạy với tốc độ chậm đến vị trí rót liệu, khi chai gặp cảm biến vị trí 2, cảm biến
vị trí 2 sẽ đưa tín hiệu tới hiệu tới bộ điều khiển PLC dừng động cơ băng tải đồng
thời báo hệ thống rót hoạt động. cơ cấu pittong xilanh khí nén hạ van rót xuống để
rót nhiên liệu vào chai, khi chai được rót đầy nhiên liệu thì hệ thống van rót được
nâng lên động cơ băng tải lại được vận hành, quá trình lại được tiếp diễn.
Chương II Cơ sở lý thuyết
2.1 Tìm hiểu về PLC
Tổng quát, một hệ thống điều khiển là tập hợp những dụng cụ, thiết bị điện
tử được dùng ở những hệ thống cần đảm bảo tính ổn định, sự chính xác, sự chuyển
đổi nhịp nhàng của một quy trình hoặc một công nghệ sản xuất. Nó thực hiện bất
cứ yêu cầu nào của dụng cụ, từ cung cấp năng lượng đến một thiết bị bán dẫn, với
thành quả của sự phát triển nhanh chóng của công nghệ việc diều khiển những hệ
thống phức tạp sẽ được thực hiện bởi một hệ thống điều khiển tự động hóa hoàn
toàn, đó là PLC, nó được sử dụng kết hợp với máy tính chủ. Ngoài ra nó còn giao
diện để kết nối với các thiết bị khác (như là: bảng điều khiển, động cơ, contact,
cuộn dây,…). Khả năng chuyển giao mạng của PLC có thể cho phép chúng phối
hợp xử lý, điều khiển những hệ thống lớn. Ngoài ra, nó còn thể hiện sự linh hoạt
trong việc phân loại các hệ thống điều khiển. Mỗi một hệ thống điều khiển có thể

đóng vai trò quan trọng. PLC sẽ không nhận biết được gì nếu nó không được kết
nối với các thiết bị cảm ứng. Nó cũng không cho phép bất ký máy móc thiết bị nào
hoạt động nếu ngõ ra của PLC không được kết nối với động cơ. Và tất nhiên, vùng
máy chủ là nơi liên kết các hoạt động của một sản xuất riêng biệt.
PLC viÕt t¾t cña (Progammble Logic Control), lµ thiÕt bÞ lËp tr×nh ®−îc
cho phÐp thùc hiÖn linh ho¹t çc phÐp to¸n ®iÒu khiÓn th«ng qua mét ng«n
ng÷ lËp tr×nh. Nã ®−¬c thiÕt kÕ chuyªn dông trong c«ng nghiÖp ®Ó ®iÒu khiÓn
çc qu¸ tr×nh tõ ®¬n gi¶n ®Õn phøc t¹p vµ tuú thuéc vµo ng−êi sö dông mµ nã
cã thÓ thùc hiÖn hµng lo¹t çc ch−¬ng tr×nh.
ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh PLC hiÖn nay cã øng dông rÊt réng
r·i nã cã thÓ thay thÕ ®−îc c¶ mét m¶ng r¬le, h¬n thÕ n÷a PLC gièng nh− mét
m¸y tÝnh nªn cã thÓ lËp tr×nh ®−îc. Ch−¬ng tr×nh cña PLC cã thÓ thay ®æi rÊt
dÔ dµng, çc ch−¬ng tr×nh con còng cã thÓ söa ®æi nhanh chãng.
ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh PLC ®¸p øng ®−îc hÇu hÕt çc yªu
cÇu vµ nh− lµ yÕu tè chÝnh trong viÖc n©ng cao h¬n n÷a hiÖu qu¶ s¶n xuÊt
trong c«ng nghiÖp. Tr−íc ®©y th× viÖc tù ®éng ho¸ chØ ®−îc ¸p dông trong s¶n
xuÊt hµng lo¹t n¨ng suÊt cao. HiÖn nay cÇn thiÕt ph¶i tù ®éng ho¸ c¶ trong s¶n
xuÊt nhiÒu lo¹i kh¸c nhau ®Ó n©ng cao n¨ng suÊt vµ chÊt l−îng.
2.1.1. Vai trò của PLC.
Trong một hệ thống điều khiển tự động, PLC được coi như là trái tim của hệ
thống điều khiển. Với một chương trình ứng dụng (đã được lưu trữ ở bên trong bộ
nhớ của PLC) thì PLC liên tục kiểm tra trạng thái của hệ thống, bao gồm: kiểm tra
tín hiệu phản hồi từ các thiết bị nhập, dựa vào chương trình logic để xử lý tín hiệu
và mang các thiết bị điều khiển ra thiết bị xuất.

PLC được dùng để điều khiển những hệ thống từ đơn giản đến phức tạp.
Hoặc ta có thể kết hợp chúng với nhau thành một mạng truyền thông có thể điều
khiển một quá trình phức hợp.
Ngµy PLC ®−îc ®−a vµo hÖ thèng ®iÒu khiÓn mét çc réng r·i vµ trë lªn
th«ng dông ®Ó ®¸p øng nhu cÇu ngµy cµng ®a d¹ng. Çc nhµ s¶n xuÊt ®−a ra
thÞ tr−êng hµng lo¹t çc lo¹i PLC kh¸c nhau víi nhiÒu møc ®é thùc hiÖn
ch−¬ng tr×nh, ®ñ ®Ó ®¸p øng nhu cÇu cña ng−êi sö dông.V× vËy ®Ó ®¸nh gi¸
mét PLC ng−êi ta dùa vµo 2 tiªu chuÈn sau :
- Dung l−îng bé nhí.
- Sè tiÕp ®iÓm vµo /ra cña plc.
- vv...
2.1.2. Các thiết bị nhập và xuất dùng trong PLC.
2.1.2.1. Các thiết bị nhập.
Sự thông minh của một hệ thống tự động hóa phụ thuộc vào khả năng đọc
tín hiệu từ các cảm biến tự động của PLC.
Hình thức giao diện cơ bản giữa PLC và các thiết bị nhập là: nút ấn, cầu
giao, phím,…Ngoài ra, PLC còn nhận được các thiết bị nhận dạng tự động như:
công tắc trạng thái, công tắc giới hạn, cảm biến quang điện, cảm biến cấp
độ,…Các loại tín hiệu nhập đến PLC phải là trạng thái ON/OFF hoặc tín hiệu
Analog. Những tín hiệu ngõ vào này được giao tiếp với PLC qua các modul nhập.
2.1.2.2. Thiết bị xuất.

Trong hệ thống tự động hóa, thiết bị xuất cũng là một yếu tố rất quan trọng.
Nếu ngõ ra của PLC không được kết nối với thiết bị xuất thì hầu như hệ thống sẽ bị
tê liệt hoàn toàn. Các thiết bị xuất thông thường là: động cơ, cuộn dây, nam châm,
relay, chuông báo,…Thông qua hoạt động của motor, các cuộn dây, PLC có thể
điều khiển một hệ thống từ đơn giản đến phức tạp. Các loại thiết bị xuất là một
phần kết cấu của hệ thống tự động hóa và vì thế nó ảnh hưởng trực tiếp vào hiệu
suất của hệ thống.
Tuy nhiên, các thiết bị xuất khác như là: đèn poilot, còi và các báo động chỉ
cho biết các mục đích như: báo cho chúng ta biết tín hiệu ngõ vào, các thiết bị ngõ
ra được giao tiếp với PLC qua miền rộng của modul ngõ ra PLC.
2.1.3. Bộ diều khiển lập trình được PLC.
PLC là bộ điều khiển logic theo chương trình bao gồm: bộ xử lý trung tâm
CPU chứa chương trình ứng dụng và các modul giao diện nhập xuất. Nó được nối
trực tiếp đến các thiết bị I/O. Vì thế, khi tín hiệu nhập, CPU sẽ sử lý tín hiệu và gửi
tín hiệu đến thiết bị xuất.
2.1.5. So sánh PLC với các thiết bị điều khiển thông thường khác.
Hiện nay, các hệ thống điều khiển bằng PLC đang dần dàn thay thế cho các
hệ thống điều khiển bằng relay, contactor thông thường. So sánh ưu điểm và
khuyết điểm của hai hệ thống trên:
Hệ thống điều khiển thông thường:
- Thô kệch do có quá nhiều dây dẫn và rơle trên bảng điều khiển.
- Tốn khá nhiều thời gian cho việc thiết kế lắp đặt.
- Tốc độ hoạt động chậm.
- Công suật tiêu thụ lớn.

- Mỗi lần muốn thay đổi chương trình thì phải lắp đặt lại toàn bộ, tốn
nhiều thời gian.
- Khó bảo quản sữa chữa.
Hệ thống điều khiển bằng PLC.
- Những dây kết nối trong hệ thống giảm được 80% nên nhỏ gọn hơn.
- Công suất tiêu thụ ít hơn.
- Sự thay đổi các ngõ vào, ra và điều khiển hệ thống trở nên dễ dàng
hơn nhờ phần mềm điều khiển băng máy tính hay trên Console.
- Tốc độ hoạt động của hệ thống nhanh hơn.
- Bảo trì và sửa chữa dễ dàng.
- Độ bền và tin cậy vận hành cao.
- Giá thành của hệ thống giảm khi số tiếp điểm tăng.
- Có thiết bị chống nhiễu.
- Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
- Dễ lập trình và có thể lập trình bằng máy tính, thích hợp cho việc các
lệnh tuần tự của nó.
- Các modul rời cho phép thay thế hoặc thêm vào khi cần thiết.
Do những lý do trên PLC thể hiện rã ưu điểm của nó so với các thiết bị điều
khiển thông thường khác. PLC còn có khả năng thêm vào hay thay đổi các lệnh tùy
theo yêu cầu của công nghệ. Khi đó ta chỉ cần thay đổi chương trình của nó, điều
này nói lên tính năng điều khiển khá linh động của PLC.
2.1.5. Các bước thiết kế một hệ thống điều khiển dùng PLC.
Để thiết kế một chương trình điều khiển cho một hoạt động bao gồm những bước
sau:
2.1.5.1. Xác định quy trình công nghệ.

Trước tiên, ta phải xác định thiết bị hay hệ thống nào muốn điều khiển. Mục
đích cuối cùng của bộ điều khiển là điều khiển một hệ thống hoạt động.
Sự vận hành của hệ thống được kiểm tra bởi các thiết bị đầu vào. Nó nhận tín
hiệu và gởi tín hiệu đến CPU, CPU xử lý tín hiệu và gởi nó đến thiết bị xuất để điều
khiển sự hoạt động của hệ thống như lập trình sẵn trong chương trình.
2.1.5.2. Xác định ngõ vào, ngõ ra.
Tất cả các thiết bị nhập, xuất bên ngoài đều được kết nối với bộ điều khiển
lập trình. Thiết bị nhập là những contac, cảm biến…Thiết bị xuất là những cuộn
dây, valve điện từ, motor, bộ hiện thị.
Sau khi xác định tất cả các thiết bị nhập xuất cần thiết, ta định vị các thiết bị
vào ra tương ứng cho từng ngõ vào, ra trên PLC trước khi viết chương trình.
2.1.5.3 Viết chương trình.
Khi viết chương trình theo sơ đồ hình bậc thang phải theo sự tuần tự từng
bước của hệ thống.
2.1.5.4. Nạp chương trình vào hệ thống.
Bây giờ chúng ta có thể cung cấp nguồn cho bộ điều khiển có lập trình thông
qua cổng I/O. Sau đó nạp chương trình vào bộ nhớ thông qua bộ console hay lập
trình hay máy tính có chứa phần mềm lập trình hình thang. Sau khi nạp xong kiểm
tra lại bằng hàm chuẩn đoán. Nếu được mô phỏng toàn bộ hoạt động của hệ thống
để chắc chắn rằng chương trình đã hoạt động tốt.
2.1.5.5. Chạy chương trình:
Trước khi nhấn nút start, phải chắc chắn rằng các dây dẫn nối các ngõ vào, ra
đến các thiết bị nhập, xuất đã được nối dúng theo chỉ định. Lúc đó PLC mới bắt đầu

hoạt động thậc sự. Trong khi chạy chương trình, nếu bị lỗi thì máy tính hoặc bộ
Console sẽ báo lỗi, ta phải sửa lại cho đến khi nó an toàn.
Lưu đồ phương pháp thiết kế bộ điều khiển:

2.1.6 Ưu nhược điểm của hệ thống
Trong giai ®o¹n ®Çu cña thêi kú ph¸t triÓn c«ng nghiÖp vμo kho¶ng n¨m
1960 vμ 1970, yªu cÇu tù ®éng cña hÖ ®iÒu khiÓn ®ưîc thùc hiÖn b»ng çc R¬le
®iÖn tõ nèi nèi víi nhau b»ng d©y dÉn ®iÖn trong b¶ng ®iÒu khiÓn, trong nhiÒu
trư êng hîp b¶ng ®iÒu khiÓn cã kÝch thưíc qu¸ lín ®Õn nçi kh«ng thÓ g¾n toμn
bé
lªn trªn tư êng vμ çc d©y nèi còng kh«ng hoμn toμn tèt v× thÕ rÊt thưêng x¶y ra
trôc trÆc trong hÖ thèng. Mét ®iÓm quan trong n÷a lμ do thêi gian lμm viÖc cña
çc R¬le cã giíi h¹n nªn khi cÇn thay thÕ cÇn ph¶i ngõng toμn bé hÖ thèng vμ
d©y nèi còng ph¶i thay míi cho phï hîp, b¶ng ®iÒu khiÓn chØ dïng cho mét yªu
cÇu riªng biÖt kh«ng thÓ thay ®æi tøc thêi chøc n¨ng kh¸c mμ ph¶i l¾p gi¸p l¹i
toμn bé, vμ trong trưêng hîp b¶o tr× còng nh- söa ch÷a cÇn ®ßi hái thî chuyªn
m«n cã tay nghÒ cao. Tãm l¹i hÖ ®iÒu khiÓn R¬le hoμn toμn kh«ng linh ®éng.
*Tãm t¾t nhưîc ®iÓm cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn dïng R¬le:
- Tèn kÐm rÊt nhiÒu d©y dÉn .
- Thay thÕ rÊt phøc t¹p.
- CÇn c«ng nh©n söa ch÷a tay nghÒ cao.

- C«ng suÊt tiªu thô lín .
- Thêi gian söa ch÷a l©u.
- Khã cËp nhËt s¬ ®å nªn g©y khã kh¨n cho c«ng t¸c b¶o tr× còng nh- thay
thÕ.
*¦u ®iÓm cña hÖ ®iÒu khiÓn PLC:
Sù ra ®êi cña hÖ ®iÒu khiÓn PLC ®· lμm thay ®æi h¼n hÖ thèng ®iÒu khiÓn
còng nh- c¸c quan niÖm thiÕt kÕ vÒ chóng, hÖ ®iÒu khiÓn dïng PLC cã nhiÒu ưu
®iÓm như sau:
- Gi¶m 80% Sè lưîng d©y nèi.
- C«ng suÊt tiªu thô cña PLC rÊt thÊp .
- Cã chøc n¨ng tù chuÈn ®o¸n do ®ã gióp cho c«ng t¸c söa ch÷a ®ưîc nhanh
chãng vμ dÔ dμng.
- Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn thay ®æi dÔ dμng b»ng thiÕt bÞ lËp tr×nh (m¸y tÝnh,
mμn h×nh) mμ kh«ng cÇn thay ®æi phÇn cøng nÕu kh«ng cã yªu cÇu thªm bít c¸c
thiÕt bÞ xuÊt nhËp.
- Sè lưîng R¬le vμ Timer Ýt h¬n nhiÒu so víi hÖ ®iÒu khiÓn cæ ®iÓn.
- Sè lưîng tiÕp ®iÓm trong ch-¬ng tr×nh sö dông kh«ng h¹n chÕ.
- Thêi gian hoμn thμnh mét chu tr×nh ®iÒu khiÓn rÊt nhanh (vμi mS) dÉn ®Õn
t¨ng cao tèc ®é s¶n xuÊt .
- Chi phÝ l¾p ®Æt thÊp .
- §é tin cËy cao.
- Ch-¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cã thÓ in ra giÊy chØ trong vμi phót gióp thuËn tiÖn
cho vÊn ®Ò b¶o tr× vμ söa ch÷a hÖ thèng.

2.2 Tìm hiêu về S7300 cua simentic
2.2.1.CÊu tróc phÇn cøng cña hÖ thèng PLC S7-300.
Th«ng thưêng, ®Ó t¨ng tÝnh mÒm dÎo trong øng dông thùc tÕ mμ ë ®ã phÇn
lín çc ®èi tưîng ®iÒu khiÓn cã sè tÝn hiÖu ®Çu vμo, ®Çu ra còng như chñng lo¹i
tÝn hiÖu vμo/ra kh¸c nhau mμ çc bé ®iÒu khiÓn PLC ®ưîc thiÕt kÕ kh«ng bÞ cøng
ho¸ vÒ cÊu h×nh. Chóng ®-îc chia nhá thμnh çc modul. Sè çc Modul ®ưîc sö
dông nhiÒu hay Ýt tuú theo tõng yªu cÇu c«ng nghÖ, song tèi thiÓu bao giê còng
ph¶i cã mét Modul chÝnh lμ çc modul CPU, çc modul cßn l¹i lμ çc modul
truyÒn nhËn tÝn hiÖu ®èi víi ®èi t-îng ®iÒu khiÓn, çc modul chøc n¨ng chuyªn
dông như PID, ®iÒu khiÓn ®éng c¬, Chóng được gäi chung lμ Modul më réng.
TÊt c¶ çc modul ®ưîc g¸ trªn nh÷ng thanh ray ( RACK ).
Modul CPU :
Lμ modul cã chøa bé vi xö lý, hÖ ®iÒu hμnh, bé nhí, çc bé thêi gian, bé
®Õm, cæng truyÒn th«ng (chuÈn tryÒn RS485 ) vμ cã thÓ cßn cã mét vμi cæng vμo
ra sè (Digital). Çc cæng vμo ra cã trªn modul CPU ®ưîc gäi lμ cæng vμo ra
onboard.
Trong PLC S7-300 cã nhiÒu lo¹i modul CPU kh¸c nhau. Nãi chung chóng
®ưîc ®Æt tªn theo bé vi xö lý cã trong nã nh-: CPU312, modul CPU 314, Modul
CPU 315,... Nh÷ng modul cïng sö dông mét lo¹i bé vi xö lý, nhưng kh¸c nhau
vÒ cæng vμo/ra onboard còng như çc khèi lμm viÖc ®Æc biÕt ®ưîc tÝch hîp
s½n
trong thư viÖn cña hÖ ®iÒu hμnh phôc vô viÖc sö dông çc cæng vμo/ra

onboard
nμy sÏ ®ưîc ph©n biÖt víi nhau trong tªn gäi b»ng çch thªm côm ch÷ çi IFM
(Intergated Function Module) vÝ dô CPU 312IM, modul CPU 314 IFM.
Ngoμi ra cã çc lo¹i modul CPU víi hai cæng truyÒn th«ng, trong ®ã cæng
truyÒn th«ng thø hai cã chøc n¨ng chÝnh lμ viÖc phôc vô nèi m¹ng ph©n t¸n. TÊt
nhiªn ®ưîc cμi s½n trong hÖ ®iÒu hμnh çc lo¹i Modul CPU ®ù¬c ph©n biÖt víi
çc CPU kh¸c b»ng thªm côm tõ DP trong tªn gäi. VÝ dô Modul CPU 315-DP.
Modul më réng : çc modul më réng ®ưîc chia lμm 5 lo¹i chÝnh:
1/ PS( Power supply ): modul nguån nu«i. Cã 3 lo¹i 2A ,5A vμ 10A.
2/ SM: Modul më réng cæng rÝn hiÖu vμo ra , bao gåm:
a) DI( Digital input ): Modul më réng cæng vμo sè. Sè çc cæng vμo cña
modul nμy cã thÓ lμ 8, 16, 32 tuú thuéc vμo tõng lo¹i modul.
b) DO( Digital output ) Modul më réng cæng ra sè. Sè çc cæng ra cña modul
nμy cã thÓ lμ 8, 16, 32 tuú thuéc vμo tõng lo¹i modul.
c) DI/DO: ( Digital input/ Digital output ): modul më ræng çc cæng vμo/ra sè
sè çc cæng vμo/ra cã thÓ lμ 8 vμo/8 ra hoÆc 16 vμo/16 ra tuú thuéc vμo
tõng lo¹i modul.
d) AI( Analog Input ): Modul më ræng çc cæng vμo tư¬ng tù. VÒ b¶n chÊt
chóng chÝnh lμ nh÷ng bé chuyÓn ®æi tư¬ng tù-sè (AD), tøc lμ mçi tÝn hiÖu
tư¬ng tù ®ưîc chuyÓn thμnh mét tÝn hiÖu sè (nguyªn ) cã ®é dμi 12 bÝt, sè
çc cæng vμo cã thÓ lμ 2, 4 hoÆc 8 tuú thuéc vμo tõng lo¹i Modul.
e) AO( Analog ouput ): Modul më réng çc cæng ra tÝn hiÖu tư¬ng tù. Chóng

chÝnh lμ çc bé chuyÓn ®æi sè - tư¬ng tù (DA). Sè çc cæng ra tư¬ng tù cã
thÓ lμ 2 hoÆc 4 tuú thuéc tõng lo¹i modul.
f) AI/AO ( Analog input/Analog output ): Modul më réng çc cæng vμo ra
t- ¬ng tù. Sè çc cæng cã thÓ lμ 4 vμo/2 ra hoÆc 4 vμo/4 ra tuú thuéc vμo
tïng lo¹i modul.
3/ IM ( Interface module ): Modul ghÐp nèi. §©y lμ lo¹i modul chuyªn dông
cã nhiÖm vô nèi tõng nhãm çc modul më réng l¹i víi nhau thμnh mét khèi
vμ ®ưîc qu¶n lý chung bíi mét modul CPU. Th«ng thưêng çc modul më
réng ®ưîc g¸ liÒn víi nhau trªn mét thanh ®ì gäi lμ Rack. Trªn mçi mét
Rack chØ cã thÓ g¸ ®-îc nhiÒu nhÊt 8 modul më réng (kh«ng kÓ modul CPU,
Modul nguån nu«i). Mét modul PU S7-300 cã thÓ lμm viÖc trùc tiÕp ®ưîc víi
nhiÒu nhÊt 4 RACKS vμ çc Racks nμy ph¶i ®ưîc nèi víi nhau b»ng modul
IM.
4/ FM ( Function modul ): modul cã chøc n¨ng ®iÒu khiÓn riªng , vÝ dô Modul
chøc n¨ng ®iÒu khiÓn ®éng c¬ bư íc , modul ®iÒu khiÓn ®éng c¬ Servo, modul
PID, modul ®iÒu khiÓn vßng kÝn.
5/ CP ( communication modul ): Modul phôc vô truyÒn th«ng trong m¹ng gi÷a
çc PLC víi nhau hoÆc gi÷a PLC víi m¸y tÝnh.
2.2.2Vßng quÐt cña chư¬ng tr×nh:
SPS (PLC) thùc hiÖn çc c«ng viÖc (bao gåm c¶ chư¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn)
theo chu tr×nh lÆp. Mçi vßng lÆp ®ư îc gäi lμ mét vßng quÐt (scancycle). Mçi

vßng quÐt ®ưîc b¾t ®μu b»ng viÖc chuyÓn d÷ liÖu tõ çc cæng vμo sè tíi vïng bé
®Öm ¶o I, tiÕp theo lμ giai ®o¹n thùc hiÖn ch-¬ng tr×nh. Trong tõng vßng quÐt ,
chư¬ng tr×nh ®ưîc thùc hiÖn tõ lÖnh ®Çu tiªn ®Õn lÖnh kÕt thóc cña khèi OB1.
Sau giai ®o¹n thùc hiÖn chư¬ng tr×nh lμ giai ®o¹n chuyÓn çc néi dung cña bé
®Öm ¶o Q tíi çc cæng ra sè. Vßng quÐt ®-îc kÕt thóc b»ng giai ®o¹n xö lý çc
yªu cÇu truyÒn th«ng (nÕu cã) vμ kiÓm tra tr¹ng th¸i cña CPU. Mçi vßng quÐt cã
thÓ m« t¶ như sau:
Chó ý : Bé ®Öm I vμ Q kh«ng liªn quan tíi çc cæng vμo/ra tư¬ng tù nªn çc
lÖnh truy nhËp cæng tư¬ng tù ®ưîc thùc hiÖn trùc tiÕp víi cæng vËt lý chø kh«ng
th«ng qua bé ®Öm.
Thêi gian cÇn thiÕt ®Ó cho PLC thùc hiÖn ®ưîc mét vßng quÐt ®ưîc gäi lμ
thêi gian vßng quÐt (Scan time). Thêi gian vßng quÐt kh«ng cè ®Þnh, tøc lμ
kh«ng ph¶i vßng quÐt nμo còng ®-îc thùc hiÖn trong mét kho¶ng thêi gian như
nhau. Cã vßng quÐt ®uc thùc hiÖn l©u, cã vßng quÐt ®ư îc thùc hiÖn nhanh tuú
thuéc vμo sè lÖnh trong chư¬ng tr×nh ®ưîc thùc hiÖn, vμo khèi lưîng d÷ liÖu
truyÒn th«ng. Trong vßng quÐt ®ã .
Nh- vËy gi÷a viÖc ®äc d÷ liÖu tõ ®èi tưîng ®Ó xö lý, tÝnh to¸n vμ viÖc göi tÝn
hiÖu ®iÒu khiÓn ®Õn ®èi tưîng cã mét kho¶ng thêi gian trÔ ®óng b»ng thêi gian
vßng quÐt. Nãi çch kh¸c, thêi gian vßng quÐt quyÕt ®Þnh tÝnh thêi gian thùc cña
chư¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn trong PLC. Thêi gian vßng quÐt cμng ng¾n, tÝnh thêi
gian thùc cña chư¬ng tr×nh cμng cao.
NÕu sö dông çc khèi chư¬ng tr×nh ®Æc biÖt cã chÕ ®é ng¾t, vÝ dô khèi OB40,
OB80,... Chưg tr×nh cña çc khèi ®ã sÏ ®ưîc thùc hiÖn trong vßng quÐt khi

xuÊt hiÖn tÝn hiÖu b¸o ng¾t cïng chñng lo¹i. Çc khèi chư¬ng tr×nh nμy cã thÓ
thùc hiÖn t¹i mäi vßng quÐt chø kh«ng ph¶i bÞ gß Ðp lμ ph¶i ë trong giai ®o¹n
thùc hiÖn chư¬ng tr×nh. Ch¼ng h¹n mét tÝn hiÖu b¸o ng½t xuÊt hiÖn khi PLC ®ang
ë giai ®o¹n truyÒn th«ng vμ kiÓm tra néi bé, PLC sÏ t¹m dõng c«ng viÖc truyÒn
th«ng, kiÓm tra, ®Ó thùc hiÖn ng¾t nhu vËy, thêi gian vßng quÐt sÏ cμng lín khi
cμng cã nhiÒu tÝn hiÖu ng¾t xuÊt hiÖn trong vßng quÐt. Do ®ã ®Ó n©ng cao tÝnh
thêi gian thùc cho chư¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn, tuyÖt ®èi kh«ng nªn viÕt chư¬ng
tr×nh xö lý ng¾t qu¸ dμi hoÆc qu¸ l¹m dông viÖc sö dông chÕ ®é ng¾t trong
chương tr×nh ®iÒu khiÓn.
T¹i thêi ®iÓm thùc hiÖn lÖnh vμo/ra, th«ng thưêng lÖnh kh«ng lμm viÖc trùc
tiÕp víi cæng vμo/ra mμ chØ th«ng qua bé nhí ®Öm cña cæng trong vïng nhí
tham sè. ViÖc truyÒn th«ng gi÷a bé ®ªm ¶o víi ngo¹i vi trong giai ®o¹n 1 vμ 3
do hÖ ®iÒu hμnh CPU qu¶n lý. ë mét sè modul CPU, khi gÆp lÖnh vμo/ra ngay
lËp tøc hÖ thèng sÏ cho dõng mäi c«ng viÖc kh¸c, ngay c¶ chư¬ng tr×nh xö lý
ng¾t, ®Ó thùc hiÖn víi cæng vμo/ra.
2.2.3. Nh÷ng khèi OB ®Æc biÖt :
Khèi OB1 cã chøc n¨ng qu¶n lý chÝnh trong toμn bé chư¬ng tr×nh, cã nghÜa
lμ nã sÏ thùc hiÖn mét çch ®Òu ®Æn ë tõng vßng quÐt trong khi thùc hiÖn
ch-¬ng tr×nh. Ngoμi ra Step7 cßn cã rÊt nhiÒu çc khèi OB ®Æc biÖt kh¸c vμ mçi
khèi OB ®ã cã mét nhiÖm vô kh¸c nhau, vÝ dô çc khèi OB chøa çc chư¬ng
tr×nh ng¾t cña çc chư¬ng tr×nh b¸o lçi ,....Tuú thuéc vμo tõng lo¹i CPU kh¸c
nhau mμ cã çc khèi OB kh¸c nhau. VÝ dô çc khèi OB ®Æc biÖt.

1. OB10: ( Time of Day Interrupt ): Chư¬ng tr×nh trong khèi OB10 sÏ ®ưîc thùc
hiÖn khi gi¸ trÞ cña ®ång hå thêi gian thùc n»m trong mét kho¶ng thêi gian
®· qui ®Þnh. OB10 cã thÓ ®ưîc gäi mét lÇn, nhiÒu lÇn çch ®Òu nhau tõng
phót, tõng giê, tõng ngμy,....ViÖc qui ®Þnh thêi gian hay sè lÇn gäi OB10
®ưîc thùc hiÖn b»ng ch-¬ng tr×nh hÖ thèng SFC28 hoÆc trong b¶ng tham sè
modul CPU nhê phÇn mÒm Step7.
2. OB20: ( Time Delay Interrupt ): chư¬ng tr×nh trong khèi OB20 sÏ ®ưîc thùc
hiÖn sau mét kho¶ng thêi gian trÔ ®Æt trưíc kÓ tõ khi gäi ch-¬ng tr×nh hÖ
thèng SFC32 ®Ó ®¨t thêi gian trÔ.
3. OB35: ( Cyclic Interrupt ): Chư¬ng tr×nh OB35 sÏ ®ưîc thùc hiÖn çch ®Òu
nhau mét kho¶ng thêi gian cè ®Þnh. MÆc ®Þnh kho¶ng thêi gian nμy lμ
100ms, xong ta cã thÓ thay ®æi trong b¶ng ®Æt tham sè cho CPU nhê phÇn
mÒm Step7.
4. OB40 ( Hardware Interrupt ): Chư¬ng tr×nh trong khèi OB40 sÏ ®-îc thùc
hiÖn khi xuÊt hiÖn mét tÝn hiÖu b¸o ng¾t tõ ngo¹i vi ®-a vμo CPU th«ng qua
çc cæng vμo/ra sè onboard ®Æc biÖt, hoÆc th«ng qua çc modul SM, CP, FM.
5. OB80: ( cycle Time Fault ): Chư¬ng tr×nh sÏ ®ưîc thùc hiÖn khi thêi gian
vßng
quÐt (scan time) v-ît qua kho¶ng thêi gian cùc ®¹i ®· qui ®Þnh hoÆc khi cã
mét tÝn hiÖu ng¾t gäi mét khèi OB nμo ®ã mμ khèi OB nμy ch-a kÕt thóc ë
lÇn gäi trư íc. MÆc ®Þnh, scan time cùc ®¹i lμ 150ms, nhưng cã thÓ thay ®æi
tham sè nhê phÇn mÒm Step7.
6. OB81( Power Supply Fault ): nÕu cã lçi vÒ phÇn nguån cung cÊp th× sÏ gäi

ch-¬ng tr×nh trong khèi OB81.
7. OB82: ( Diagnostic Interrupt ) chư¬ng tr×nh trong khèi nμy sÏ ®ưîc gäi khi
CPU ph¸t hiÖn cã lçi tõ c¸c modul vμo/ra më réng. Víi ®iÒu kiÖn c¸c modul
vμo/ra nμy ph¶i cã chøc n¨ng tù kiÓm tra m×nh.
8. OB85 ( Not Load Fault ): CPU sÏ gäi khèi OB85 khi ph¸t hiÖn chư¬ng tr×nh
øng dông cã sö dông chÕ ®é ng¾t nhưng chư¬ng tr×nh xö lý tÝn hiÖu ng¾t l¹i
kh«ng cã trong khèi OB tư¬ng øng.
9. OB87 ( Communication Fault ): Chư¬ng tr×nh trong khèi nμy sÏ ®ưîc gäi khi
CPU ph¸t hiÖn thÊy lçi trong truyÒn th«ng.
10. OB100 ( Start Up Information ): Khèi nμy sÏ ®ưîc thùc hiÖn mét lÇn khi
CPU
chuyÓn tr¹ng th¸i tõ STOP sang tr¹ng th¸i RUN.
11. OB121: ( Synchronouns error ): Khèi nμy sÏ ®ưîc gäi khi CPU ph¸t hiÖn
thÊy
lçi logic trong chư¬ng tr×nh như ®æi sai kiÓu d÷ liÖu hoÆc lçi truy nhËp khèi
DB, FC, FB kh«ng cã trong bé nhí cña CPU.
12. OB122 ( Synchronouns error ): Khèi nμy sÏ ®ưîc thùc hiÖn khi CPU ph¸t
hiÖn thÊy lçi truy nhËp Modul trong ch-¬ng tr×nh, vÝ dô trong chư¬ng tr×nh
cã lÖnh truy nhËp modul më réng nhưng l¹i kh«ng cã modul nμy.

2.3 Ngôn ngữ và phần mềm lập trình
2.3.1 Ngông ngữ lập trình:
§èi víi PLC S7-300 cã thÓ sö dông 6 ng«n ng÷ ®Ó lËp tr×nh.
1/ Ng«n ng÷ lËp tr×nh LAD:
Víi lo¹i ng«n ng÷ nμy rÊt thÝch hîp víi ngưêi quen thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn
Logic.Chư¬ng tr×nh ®ưîc viÕt dưíi d¹ng liªn kÕt gi÷a c¸c c«ng t¾c:
vÝ dô:
2/ Ng«n ng÷ lËp tr×nh FBD :
Lo¹i ng«n ng÷ nμy thÝch hîp cho nh÷ng ngưêi quen sö dông vμ thiÕt kÕ m¹ch
®iÒu khiÓn sè.
Chư¬ng tr×nh ®ưîc viÕt dưíi d¹ng liªn kÕt cña c¸c hμm logic kü thuËt sè:

VÝ dô
3/ Ng«n ng÷ lËp tr×nh STL
§©y lμ ng«n ng÷ lËp tr×nh th«ng thưêng cña m¸y tÝnh. Mét chư¬ng tr×nh ®ưîc
ghÐp bëi nhiÒu lÖnh theo mét thuËt to¸n nhÊt ®Þnh, mçi lÖnh chiÕm mét hμng vμ
®Òu cã cÊu tróc chung lμ : "tªn lÖnh" + "to¸n h¹ng".
VÝ dô:

4/ Ng«n ng÷ lËp tr×nh SCL (Structured Control Language):
KiÓu viÕt chư¬ng tr×nh nμy sö dông ng«n ng÷ PASCAL. RÊt phï hîp cho
nh÷ng ngưêi ®· viÕt c¸c chư¬ng tr×nh b»ng ng«n ng÷ m¸y tÝnh.
vÝ dô:

5/ Ng«n ng÷ lËp tr×nh : S7-Graph.
VÝ dụ
6/ Ng«n ng÷ lËp tr×nh : S7-HiGraph.
§©y lμ mét lo¹i ng«n ng÷ viÕt chư¬ng tr×nh rÊt phï hîp cho c¸c bμi to¸n lμm
viÖc cã tÝnh tuÇn tù. T¹i mçi thêi ®iÓm chØ cã mét bưíc ®ưîc thùc hiÖn. Víi kiÓu
lËp tr×nh nμy ngưêi lËp tr×nh ph¶i sö dông phư¬ng ph¸p lËp tr×nh cã cÊu tróc.

2.3.2 Phần mềm lập trình cho s7300
2.3.2.1. Giíi thiÖu chung:
Muèn x©y dùng mét chư¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn sö dông phÇn mÒm Step7 cÇn thùc
hiÖn çc thñ tôc như sau:
- Khai b¸o cÊu h×nh cøng cho mét tr¹m PLC thuéc hä Simatic S7-300/400.
- X©y dùng cÊu h×nh m¹ng gåm nhiÒu tr¹m PLC S7-300/400 còng như thñ tôc
truyÒn th«ng gi÷a chóng.
- So¹n th¶o vμ cμi ®Æt chư¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cho 1 hoÆc nhiÒu tr¹m.
- Gi¸m s¸t viÖc thùc hiÖn chư¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn trong mét tr¹m PLC vμ gì
rèi chư¬ng tr×nh.
Ngoμi ra Step 7 cßn cã c¶ mét thư viÖn ®Çy ®ñ víi çc hμm chuÈn h÷u Ých, phÇn
trî gióp Online rÊt m¹nh cã kh¶ n¨ng tr¶ lêi mäi c©u hái cña ng-êi sö dông vÒ
çch sö dông Step 7, vÒ có ph¸p lÖnh trong lËp tr×nh, vÒ x©y dùng cÊu h×nh cøng
cña mét tr¹m còng như cña mét m¹ng gåm nhiÒu tr¹m PLC.
2.3.2. 2Cµi ®Æt Step7:
a.Tæng qu¸t vÒ Step 7
T¹i viÖt nam hiÖn cã rÊt nhiÒu phiªn b¶n cña bé phÇn mÒm gèc cña Step7.
§ang ®ưîc sö dông nhiÒu nhÊt lμ phiªn b¶n (version) 4.2, 5.0 vμ 5.1. Trong khi

phiªn b¶n 4.2 kh¸ phï hîp cho nh÷ng PC cã cÊu h×nh trung b×nh (CPU 80586,
90MB cßn trèng trong æ cøng, mμn h×nh VGA) nhưng l¹i ®ßi hái tuyÖt ®èi cã
b¶n quyÒn. Trong khi phiªn b¶n 5.0 vμ 5.1 mÆc dï ®ßi hái m¸y tÝnh cã cÊu h×nh
m¹nh nhưng l¹i kh«ng ®ßi hái b¶n quyÒn mét çch tuyÖt ®èi, nghÜa lμ phiªn b¶n
nμy vÉn lμm viÖc ë mét møc h¹n chÕ khi kh«ng cã b¶n quyÒn. PhÇn lín çc ®Üa
gèc cña Step7 ®Òu cã kh¶ n¨ng tù cμi ®Æt chư¬ng tr×nh (autorun). Bëi vËy chØ cÇn
cho ®Üa vμo æ CD vμ thùc hiÖn theo ®óng chØ dÉn hiÖn trªn mμn h×nh. Ta cã thÓ
chñ ®éng thùc hiÖn viÖc cμi ®Æt b»ng çch gäi ch-¬ng tr×nh Setup.exe cã trªn
®Üa. C«ng viÖc cμi ®Æt, vÒ c¬ b¶n kh«ng kh¸c nhiÒu so víi viÖc cμi ®Æt çc phÇn
mÒm øng dông kh¸c, tøc lμ còng b¾t ®Çu b»ng viÖc chän ng«n ng÷ cμi ®Æt ( mÆc
®Þnh lμ tiÕng Anh), chän thư môc ®Æt trªn æ cøng (mÆc ®Þnh lμ C:simens), kiÓm
tra dung tÝch cßn l¹i trªn æ cøng, chän ng«n ng÷ sÏ ®ưîc sö dông trong qu¸ tr×nh
lμm viÖc víi Step7 sau nμy.
b §Æt tham sè lµm viÖc:
Sau khi cμi ®Æt xong Step7, trªn mμn h×nh (Destop) sÏ xuÊt hiÖn biÓu tuîng
icon cña nã. §ång thêi trong Menu cña Window còng cã thư môc Simatic
víi
tÊt c¶ çc tªn cña nh÷ng thμnh phÇn liªn quan, tõ çc phÇn mÒm trî gióp ®Õn çc
phÇn mÒm cμi ®Æt cÊu h×nh, chÕ ®é lμm viÖc cña Step7.
Khi võa ®-îc cμi ®Æt, step7 cã cÊu h×nh mÆc ®Þnh vÒ chÕ ®é lμm viÖc cña
Simatic, ch¼ng h¹n có ph¸p çc lÖnh l¹i ®ưîc viÕt theo tiÕng §øc vÝ dô như
AND th× viÕt thμnh UND, muèn chuyÓn thμnh d¹ng th«ng dông quèc tÕ ta ph¶i

cμi ®Æt l¹i cÊu h×nh cho Step7.
TÊt nhiªn, bªn c¹nh viÖc chän ng«n ng÷ cho có ph¸p lÖnh ta cßn cã thÓ söa
®æi nhiÒu chøc n¨ng kh¸c cña Step 7 như n¬i sÏ chøa chư¬ng tr×nh trªn ®Üa cøng,
nh÷ng thanh ghi sÏ ®ưîc hiÓn thÞ néi dung khi gì rèi chư¬ng tr×nh, song çc viÖc
®ã kh«ng ¶nh hưëng quyÕt ®Þnh tíi viÖc sö dông Step7 theo thãi quen cña ta như
ng«n ng÷ có ph¸p lÖnh.
c.So¹n th¶o mét Project.
Kh¸i niÖm Project kh«ng ®¬n thuÇn chØ lμ chư¬ng tr×nh øng dông mμ réng
h¬n bao gåm tÊt c¶ nh÷ng g× liªn quan ®Õn viÖc thiÕt kÕ phÇn mÒm øng dông ®Ó
®iÒu khiÓn, gi¸m s¸t mét hay nhiÒu tr¹m PLC. Theo kh¸i niÖm như vËy, trong
mét Project sÏ cã:
1. B¶ng cÊu h×nh cøng vÒ tÊt c¶ çc module cña tõng tr¹m PLC.
2. B¶ng tham sè x¸c ®Þnh chÒ ®é lμm viÖc cho tõng module cña mçi tr¹m
PLC.
3. Çc Logic block chøa chư¬ng tr×nh øng dông cña tõng tr¹m PLC.
4. CÊu h×nh ghÐp nèi vμ truyÒn th«ng gi÷a cac tr¹m PLC.
5. Çc cöa sæ giao diÖn phôc vô viÖc gi¸m s¸t toμn bé m¹ng hoÆc gi¸m s¸t
tõng
tr¹m PLC cña m¹ng.
ë ®©y, trong khu«n khæ phÇn mÒm Step7 t«i chØ giíi thiÖu viÖc so¹n th¶o mét
Project gèm çc phÇn 1,2,3. Nh÷ng phÇn cßn l¹i b¹n ®äc cã thÓ tham kh¶o trong
cuèn tμi liÖu kh¸c cña cïng t¸c gi¶.

2.4 Hệ thống điều khiển băng tải
2.4.1 Sơ đồ hệ thống:
Đối với các quá trình tự động hóa nói chung va hệ thống đóng chai nói riêng thì
băng tải đóng vai trò quan trọng.Từ khâu rửa chai đến khâu dót nhiên liệu va khâu
đóng nắp chai thì việc vận chuyển đều cần đến băng tải.Vấn đề quan trọng nhất để
băng tải hoạt động theo ý muốn la điều khiển tốc độ băng tải đồng nghĩa với việc
điều khiển động cơ của băng tải.
Sơ đồ khối của hê thống băng tải trong quá trình đóng trai

2.4.2 Động cơ điện
A Giôùi thieäu veà ñoäng cô moät chieàu
1. Khaùi nieäm
Ngaøy nay, maëc duø ñieän xoay chieàu ñöôïc söû duïng raát roäng raõi. song maùy
ñieän moät chieàu vaãn toàn taïi, ñaëc bieät laø ñoäng cô ñieän moät chieàu.
Trong coâng nghieäp, ñoäng cô ñieän moät chieàu ñöôïc söû duïng ôû nhöõng nôi
caàn momen môû maùy lôùn hoaëc trong yeâu caàu ñieàu chænh toác ñoä vaø phaïm vi
roäng.
Trong caùc thieát bò töï ñoäng, caùc maùy ñieän khueách ñaïi, caùc ñoäng cô chaáp
haønh cuõng laø maùy ñieän moät chieàu. Ngoaøi ra, caùc maùy ñieän moät chieàu coøn thaáy
trong caùc thieát bò oâ toâ, taøu thuûy, maùy bay, caùc maùy phaùt ñieän moät chieàu ñieän aùp
thaáp duøng trong thieát bò ñieän hoùa, haøn ñieän vôùi chaát löôïng cao.
Nhöôïc ñieåm chuû yeáu cuûa maùy ñieän moät chieàu laø coù coå goùp laøm cho caáu
taïo phöùc taïp, ñaéc tieàn , keùm tin caäy vaø nguy hieåm trong moâi tröôøng deã noå. Khi
söû duïng ñoäng cô moät chieàu caàn phaûi coù nguoàn moät chieàu keøm theo.
2. Nguyeân lyù laøm vieäc
Khi cho ñieän aùp moät chieàu U vaøo 2 choåi ñieän A vaø B, trong daây quaán
phaàn öùng coù doøng ñieän Iö . caùc thanh daãn ab, cd coù doøng ñieän naèm trong töø
tröôøng seõ chòu löïc Fñt taùc ñoäng laøm cho roâ to quay. Chieàu löïc xaùc ñònh theo qui
taéc baøn tay traùi.
Phöông trình ñieän aùp:

U = Eö + Rö Iö .
Trong ñoù: Eö laø söùc phaûn ñieän.
Iö laø doøng ñieän trong daây quaán phaàn öùng
Rö laø ñieän trôû cuûa daây quaán phaàn öùng.
U laø ñieän aùp ñöa vaøo.
Söùc ñieän ñoäng cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu:
φn
a
PN
Fu
60
'=
Trong ñoù : p laø soá ñoâi cöïc töø chính.
N laø soá thanh daãn taùc duïng cuûa cuoän daây phaàn cöùng.
a laø soá ñoâi cöïc nhaùnh song song cuûa cuoän daây.
n laø toác ñoä quay (voøng / phuùt).
φ laø töø thoâng kích töø döôùi moät cöïc töø (wb).
Moâmen ñieän töø cuûa ñoäng cô:
φ
π
..
.2
udt I
a
PN
M =
Momen ñieän töø laø momen quay, cuøng chieàu vôùi toác ñoä quay n.
3. Ñieàu chænh toác ñoä
Ta coù phöông trình: Eö = U – Rö Iö
Thay trò soá Eö = kE . φ. n
Ta coù phöông trình toác ñoä:
Ta coù caùc phöông phaùp ñieàu chænh toác ñoä:
φ.
,,
E
uu
K
IRU
n
−
=

φ.
,
M
u
K
M
I =
Maéc ñieän trôû ñieàu chænh vaøo maïch phaàn öùng:
Khi theâm ñieän trôû vaøo maïch phaàn öùng, toác ñoä seõ giaûm. Toån hao
treân phaàn öùng lôùn neân chæ soá söû duïng vôùi ñoäng cô coâng suaát nhoû.
Thay ñoåi ñieän aùp U:
Nguoàn ñieän moät chieàu ñieàu chænh ñöôïc duøng ñeå cung caáp ñieän aùp
cho ñoäng cô. Phöông phaùp naøy ñöôïc söû duïng nhieàu.
Thay ñoåi töø thoâng:
Thay ñoåi töø thoâng baèng caùch thay ñoåi doøng ñieän kích töø.
Khi ñieàu chænh toác ñoä ta keát hôïp caùc phöông phaùp treân vôùi nhau.
Ví duï: phöông phaùp thay ñoåi töø thoâng keát hôïp vôùi phöông phaùp thay
ñoåi ñieän aùp thì phaïm vi ñieàu chænh raát roäng. Ñaây laø öu ñieåm lôùn cuûa ñoäng
cô ñieän moät chieàu.
4. Ñaëc tính ñoäng cô ñieän kích töø song song
Ñöôøng ñaëc tính cô: n = f(M)
Ta coù : M = KM . Iö .φ
⇒
,
,
EE KK u
u
I
RU
n
φφ
−=
Iö
+
-
-
+
A1
A2
+
-
F1
F2
Ikt
Kích töø song song

M
KK
RR
K
U
n
ME
Pu
E
2
...
,
φφ
+
−=
Ñeå thay ñoåi toác ñoä ta theâm ñieän trôû Rp
Ñöôøng ñaëc tính cô
Ñaëc tính laøm vieäc:
Ñaëc tính laøm vieäc ñöôïc xaùc ñònh khi ñieän aùp vaø doøng ñieän kích töø
khoâng thay ñoåi. Ñoù laø caùc quan heä giöõa toác ñoä n, momen M, doøng ñieän
phaàn öùng Iö vaø hieäu suaát η theo coâng suaát coù treân truïc P2 :
P2
In
M
Iön
η
M
KK
R
K
U
n
ME
u
E
2
...
,
φφ
−=
M
RP = 0
RP ≠ 0
n

k
M=φ
Ta thaáy ñaëc tính cô cöùng vaø toác ñoä raát ít thay ñoåi khi P2 thay ñoåi
neân ñöôïc duøng trong maùy caét kim loaïi, maùy coâng cuï. Ñieàu chænh toác ñoä
vôùi yeâu caàu cao seõ ñöôïc duøng ñoäng cô kích töø ñoäc laäp.
5. Ñaëc tính ñoäng cô ñieän kích töø noái tieáp
I = IÖ = Ikt
Ñaëc tính cô: n = f(M)
Iö = kI .φ
M = kM. IÖ. φ = kM. kI. φ2
= k2
. φ2
hay
Vôùi
I
M
k
k
k =
Ta coù:
E
uI
E
k
Rk
Mk
Uk
n '.
.
.
−=
Kích töø noái tieáp
-
+
V
Iö
+
-

Ñaëc tính cô
Phöông trình ñaëc tính coù daïng Hyperpon _ ñaëc tính cô meàm, deã
thay ñoåi toác ñoä hôn kích töø song song. Nhöng deã gaây hoûng ñoäng cô khi
taêng toác ñoä. Do ñoù, khoâng cho pheùp ñoäng cô kích töø noái tieáp môû maùy
khoâng taûi hoaëc taûi nhoû.
Ñaëc tính laøm vieäc:
Ñoäng cô laøm vieäc vôùi toác ñoä n nhoû hôn ngh.
Khi chöa baõo hoøa momen quay ñoäng cô tyû leä vôùi bình phöông doøng
ñieän, toác ñoä giaûm theo taûi, ñoäng cô kích töø noái tieáp thích hôïp trong cheá ñoä
taûi naëng neà.
M
n
n
P2
Vuøng laøm vieäc
η
n
I
Mngh

B CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑIEÀU CHÆNH TOÁC ÑOÄ ÑOÄNG CÔ DC
Trong coâng nghieäp ñoøi hoûi coù nhieàu caáp toác ñoä khaùc nhau, tuøy theo yeâu
caàu caàn thieát maø ngöôøi ta choïn caáp toác ñoä naøy hay caáp toác ñoä khaùc. Ñeå coù caùc
caáp toác ñoä khaùc nhau, ta coù theå thay ñoåi caáu truùc cô hoïc cuûa maùy nhö tæ soá
truyeàn hay thay ñoåi toác ñoä cuûa chính ñoäng cô truyeàn ñoäng.
Thoâng thöôøng ñeå chænh tinh toác ñoä ta duøng phöông phaùp thay ñoåi toác ñoä
cuûa ñoäng cô truyeàn ñoäng, caùc phöông phaùp ñieàu chænh sau:
1. Ñieàu chænh caùc thoâng soá ôû maïch cuûa maùy ñieän
- Ñieàu chænh ñieän trôû cuûa maïch phaàn öùng.
- Ñieàu chænh kích töø cuûa ñoäng cô.
Phöông phaùp ñieàu chænh naøy coù toác ñoä cöùng, ñaëc tính cô giaûm neân ñoä
chính xaùc trong vieäc duy trì toác ñoä khoâng cao, phaïm vi ñieàu chænh toác ñoä heïp,
ñoä tinh ñieàu chænh keùm. Khi ñieàu chænh caøng saâu thì sai soá toác ñoä taêng vaø
momen ngaén maïch giaûm, nghóa laø ñoä chính xaùc duy trì toác ñoä vaø khaû naêng quaù
taûi keùm.
Phöông phaùp naøy khoâng ñöôïc khuyeán khích thöïc hieän.
2. Thay ñoåi toác ñoä baèng caùch thay ñoåi ñieän aùp nguoàn cung caáp cho
phaàn öùng ñoäng cô.
- Heä thoáng maùy phaùt- ñoäng cô.
- Heä bieán ñoåi van ñieàu khieån (SCR)-ñoäng cô.
- Heä ñieàu aùp van _ töø _ ñoäng cô (khueách ñaïi töø _ ñoäng cô).
- Heä ñieàu aùp nguoàn _ ñoäng cô.
Veà caùc chæ tieâu kyõ thuaät vaø naêng löôïng thì phöông phaùp ñieàu aùp xung
ñöôïc ñaùnh giaù toát.

Tröôùc heát noù laø phöông phaùp ñieàu chænh trieät ñeå, nghóa laø coù theå ñieàu
chænh toác ñoä trong baát kyø vuøng taûi naøo, keå caû khi khoâng taûi lyù töôûng. Ñaëc tính cô
ñieàu chænh ñaûm baûo ñöôïc sai soá toác ñoä nhoû, khaû naêng quaù taûi lôùn, daûi ñieàu chænh
roäng vaø toån hao naêng löôïng thaáp. Bôûi vì ñaëc tính cô cuûa phöông phaùp tuy meàm
hôn ñaëc tính cô töï nhieân nhöng cöùng hôn khi duøng phöông phaùp ñieàu chænh
thoâng soá. Maët khaùc vì phaàn töû ñieàu chænh ñaëc trong maïch ñieàu khieån cuûa boä
bieán ñoåi laø maïch coù coâng suaát nhoû, neân ñoä tinh chænh cao, thao taùc nheï nhaøng
vaø coù khaû naêng caûi thieän thaønh heä töï ñoäng voøng kín.
Nhöôïc ñieåm: laø phaûi duøng boä bieán ñoåi phöùc taïp neân voán ñaàu tö cô baûn vaø
vaän haønh phí cao. Tuy nhieân vôùi caùc öu ñieåm treân, phöông phaùp naøy taïo
ñöôïc naêng suaát cao, toån thaát naêng löôïng ít do ñoù ñöôïc söû duïng roäng raõi.
3. Ñieàu chænh sô ñoà
- Sô ñoà phaân maïch phaàn öùng.
- Sô ñoà duøng hai ñoäng cô DC lieân keát noái cöùng vôùi nhau.
- Sô ñoà duøng hai ñoäng cô lieân keát noái hôû vôùi nhau.
4. Phöông phaùp ñieàu roäng xung
Ñieän aùp ra bao goàm nhöõng xung coù beà roäng thay ñoåi ñöôïc vaø bieân ñoä laø
haèng soá. Yeâu caàu laø maïch coù khaû naêng ñoùng ngaét ôû taàn soá cao, coù theå ñoùng ngaét
rieâng cho töøng ngaét khaùc nhau. Caùc loaïi maïch naøy thích hôïp cho caùc maïch ñoäng
löïc duøng transistor coâng suaát, vieäc ñoùng ngaét nhieàu laàn, neáu ta thay ñoåi ñöôïc
caùc ñoä roäng xung trong moät chu kyø thì ta coù theå haïn cheá ñöôïc soùng haøi baäc cao.
Vôùi nhöõng nhaän xeùt öu ñieåm cuûa boán phöông phaùp ñieàu chænh treân ta
nhaän thaáy: Ñeå ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô DC caàn coù daûi ñieàu chænh roäng, ñoøi hoûi
chaát löôïng ñieàu chænh cao, ta choïn phöông phaùp ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô DC
baèng phöông phaùp ñieàu roäng xung nghóa laø thay ñoåi ñöôïc ton vaø fxung= 1/T =
const.
Chương 3 Giải quyết bài toán điều khiển hệ thống đóng chai

3.1 Bài toán điều khiển logic hệ thống đóng chai
3.2 Bài toán điều khiển động cơ băng tải
3.2.1 Tổng quan về hệ thống
Hệ thống đóng chai hoạt động nhờ hai động cơ .Động cơ thứ nhất dúp cho băng
tải hoạt động và động cơ thứ hai dúp cho hệ thống vòi chiết bia vao chai hoạt động.
A Hệ thống vòi chiết bia vào chai
* Hệ thống vòi chiết bia vào chai có thể hiểu đơn giản như sau: hệ thống
được thiết kế trên một khối hình tròn trên khối này được thiêt kế các vòi chiết,
khoảng cách giũa các vòi chiết la bằng nhau va bang khoảng cách giũa các chai
trên băng.Toàn bộ khối này được gắn với một chuc quay và được làm quay nhờ
một động cơ
* Khi có tín hiệu điều khiển báo có trai đên một vị trí định trước vòi chiết
này bắt đầu chụp vào miệng trai,khoảng thời gian để vòi chiết di chuyển và chụp
vào miệng trai là một số cố định đã dược lập trình từ trước.Khi khoảng thời gian
này vừa kết thúc bia bắt đầu được chiêt vào chai,có thể coi lưu lượng bia chảy
trong vòi chiết là không đổi thì sau một khoảng thời gian định trước vòi chiết sẽ
ngừng chiết ,vòi chiết băt đầu dời khỏi miệng chai và chai bia được chiết đầy theo
băng tải ra ngoài.đó la hanh trình để chiêt đâỳ bia vào một chai.khi trai bia đã
được chiết đầy bia ra ngoài sẽ có một chai khác được đưa lên băng tải.Các chai
được xếp cách nhau một khoảng cách nhất định chính vì vậy khoảng cach của các
vòi chiêt cũng dược thiết kế bằng với khoảng cách của các chai trên băng tải.
* Như vậy hệ thống chiết bia vào chai có thể nói là hoat động cố đinh nếu
coi lưu lượng bia chảy trong các vòi chiết la cố định và bỏ qua các yếu tố ảnh
hưởng từ môi trường như sức cản không khi …với công nghệ hiện nay có thể đáp
ứng được các giả thiết trên.Khi các giả thiết trên được đáp ứng có nghĩa là tốc độ
quay của khối tron,các vòi chiêt cung như tốc độ của đông cơ là không đổi
B Hệ thống băng tải
Hệ thống băng tải được thiết kế đê vận chuyển chai trong các quá trình hoạt
động của hệ thống đóng chai.Băng tải hoạt động nhờ một động cơ.Băng tải được
thiết kế với hai đoạn chính một đoạn băng tải chạy thẳng va một đoan la đường

cong đường cong này song song và nằm dưới khối cong chúa các vòi chiết.Tại vị
tri giao nhau giũa doan cong và đoạn thẳng của băng tải ta đặt một cảm biến khi
chai di chuyển qua đây cảm biến sẽ phát hiện và báo về bộ diều khiển.Khi hoạt
động băng tải sẽ nhận các vỏ chai đã qua các khâu xủ lý làm sạch cac chai được
đặt trên băng tải với khoảng cách băng với khoảng cách của các vòi chiết,khi chai
đến vị trí đã định trước sẽ được các vòi chiết chiết bia vào trong lúc chiết bia bang
tai van chạy và các vòi chiết cũng quay theo.khi chai được chiết đầy sẽ theo băng
tải ra ngoài
C Vân đề cần giải quyết
Vấn đề đặt ra ở đây được mô tả như sau:giả sử khi chai bia được chiết đầy và
đua ra khỏi băng tải thì chai tiep theo ở cach đó một đoạn bằng khoang cách giũa
các chai.lúc này trai mới cũng được đưa lên băng tải.như vậy băng tải sẽ hoạt động
với tải trọng thay đổi so vơi luc chai đầy vừa được đưa ra,Từ thời điểm này đến
thời điểm chai tiếp theo được chiết đầy tải trọng của băng tải sẽ tăng dần đều theo
lượng bia chiết vào mộtchai,sự thay đổi này bắt đầu tư không đến khối lượng bia
trong một chai.sụ thay đổi này biến đổi theo một chu ky tuàn hoàn.sự thay đổi tai
trọng của băng tải sẽ dẫn đến thay đổi tốc độ của băng tải.Để đáp ứng yêu cầu của
bài toán thì tốc độ của băng tải phai bang với tốc độ dài của của các vòi chiết để
đảm bảo bia không bia không bị chiết ra ngoài.
Trong khi tốc độ của vòi chiết là không đổi thì để đáp ưng được yêu cầu ta
cần điều khiển tốc độ của băng tải thông qua việc điều khiển tốc độ của đông cơ
vạn hành bang tải .Như vậy bài toán cần giải quyết là điều khiển tốc độ của động
cô vận hành băng tải sao cho đồng tốc với với động cơ làm quay hệ thống chiết,tức
là điều khiển sao cho tốc độ động cơ vận hành băng tải thay đổi trong phạm vi hẹp
có thể đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống
3.2.2 Điều khiển động cơ điện một chiều
I Chỉ tiêu chất lượng của động cơ

Ta cần điều chỉnh tốc độ của động cơ theo ý muốn tức là đã can thiệp vào
các yếu tố kỹ thuật của nó trong một giới hạn ,việc này có thể được thực hiện mà
không ảnh hưởng đến chất lượng cung như tuổi thọ của động cơ,tuy nhiên việc
điều chỉnh này phải tuân theo các chỉ tiêu chất lượng sau
1. Sai soá tónh toác ñoä
Sai soá tónh toác ñoä laø ñaïi löôïng ñaëc tröng cho ñoä chính xaùc duy trì toác ñoä
ñaët. Noù laø giaù trò töông ñoái cuûa ñoä suït toác öùng vôùi taûi ñònh möùc so vôùi toác ñoä ñaët
khi khoâng taûi lyù töôûng.
S% = %100
od
od
ω
ωω −
(3-1)
Trong ñoù:
ω : Toác ñoä öùng vôùi taûi ñònh möùc.
odω : Toác ñoä khoâng taûi lyù töôûng öùng vôùi giaù trò ñaët.
Vì ñaëc tính cô cuûa heä thoáng laø ñöôøng thaúng neân ta coù quan heä:
β
ω CM
=Δ
od
CM
S
ωβ.
% = (3-2)
Nhö vaäy sai soá toác ñoä phuï thuoäc vaøo ñoä cöùng cuûa ñaëc tính cô β, toác ñoä ñaët
khi khoâng taûi lyù töôûng ωod vaø phuï taûi treân truïc ñoäng cô Mc.
Sai soá Δ caøng nhoû nghóa laø ñoä chính xaùc caøng cao thì heä caøng toát.
Noùi chung caùc heä baùn töï ñoäng coù ñoä chính xaùc khoâng cao, ña soá phöông
phaùp ñieàu chænh thoâng soá coù S lôùn coøn phöông phaùp ñieàu chænh nguoàn thì S nhoû
hôn nhieàu.
2. Phaïm vi ñieàu chænh

Phaïm vi ñieàu chænh D laø tæ soá giöõa toác ñoä laøm vieäc lôùn nhaát vaø nhoû nhaát
öùng vôùi phuï taûi ñaõ cho.
MIN
MAX
D
ω
ω
= (3-3)
Toác ñoä lôùn nhaát ωmax thöôøng bò giôùi haïn bôûi ñoä beàn cô cuûa phaàn quay cuûa
ñoäng cô. Moät soá maùy ñieän moät chieàu toác ñoä lôùn nhaát coøn bò giôùi haïn bôûi ñieàu
kieän chuyeån maïch vì khi toác ñoä lôùn tia löûa phaùt sinh treân coå goùp döôùi caùc choåi
than seõ maïnh leân vaø coù theå khoâng cho pheùp. Vì vaäy thoâng thöôøng chæ cho pheùp
ωmax≤ (1-3)ωñm.
Toác ñoä nhoû nhaát ωmin trong daûi ñieàu chænh bò chaën bôûi yeâu caàu khaéc phuïc
moment quaù taûi cho pheùp, baûo ñaûm ñoä chính xaùc ñieàu chænh (s%).
Toác ñoä cöïc ñaïi trong daûi ñieàu chænh khi Mc = Mñm
ω max =ω o -
β
dmM
(3-4)
Vôùi yeâu caàu ñaûm baûo khaû naêng quaù taûi khi ta thaáy ñaëc tính thaáp nhaát phaûi
coù moment ngaén maïch baèng moment taûi cöïc ñaïi (hinh1-1).
dmqtcMAXnm MKMM ==
Trong ñoù: Kqt: Heä soá quaù taûi do maùy gaây ra.
Hình 1_1
M
Mñm Mñm.Kqt
ω
ωmax
ω0min
ωmin
ω0
α

Töø hình treân ta coù theå tính ñöôïc toác ñoä nhoû nhaát öùng vôùi moment taûi ñònh
möùc.
ωmin = (Kqt.Mñm – Mñm)tgα (3-5)
uy ra:
ωmin = Mñm(Kqt - 1).1/β
Töø (1-4) vaø (1-5) ta coù:
1
1
)1(
*0
−
−
=
−
−
==
qtdm
qt
dm
MIN
MAX
KM
K
M
D
β
β
β
ω
ω
ω
(3-6)
Trong ñoù:
**
0* 1.
budm RRM +
==
βω
β
Ñoä cöùng töông ñoái cuûa ñaëc tính cô: β*
Tröôøng hôïp maùy saûn xuaát coù yeâu caàu cao veà ñoä chính xaùc duy trì toác ñoä
thì phaûi ñieàu chænh D ñöôïc xaùc ñònh theo sai soá toác ñoä cho pheùp (scp) öùng vôùi
ñöôøng ñaëc tính thaáp nhaát ta coù:
min0min0
minmin0
ω
ω
ω
ωω Δ
=
−
=cpS (3-7)
Vì toác ñoä laøm vieäc ñöôïc xaùc ñònh töông öùng bôûi taûi ñònh möùc neân:
β
ω dmM
=Δ
β
ωω dm
MINMIN
M
+=0
Thay vaøo phöông trình (3-7)
β
ω dm
cp
cp
MIN
M
S
S
.
1−
= (3-8)

Töø (3-4) vaø (3-8) ta xaùc ñònh ñöôïc:
dmcp
cp
dm
MIN
MAX
MS
S
M
D
).1(
. .0
−
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−
==
β
β
ω
ω
ω
cp
cp
S
S
D
−
−
=
1
).1( *
β
(3-9)
3. Hieäu suaát
Neáu boû qua caùc ñaïi löôïng toån thaát baát bieán trong heä thì phaàn toån thaát chuû
yeáu seõ naèm trong maïch phaàn öùng, neân hieäu suaát cuûa heä laø:
2
2
1
2
).(
...
.
Φ
+
=
+
==
K
RMIRIE
IE
P
P
uu
u
ω
ω
η (3-10)
Trong ñoù:
ω..2 MIEP u == : Coâng suaát ñöa ra ñaàu truïc
***
*
2
2
21
.).(
.
.
MRK
RM
MPPP
+
=
Φ
+=Δ+=
ω
ω
ω : Coâng suaát ñöa vaøo
Trong ñoù:
0
*
ω
ω
ω =
DMM
M
M =*
2
0
*
*
)..(
.1
Φ
==
K
MR
R DM
ωβ
Ngoaøi toån hao trong phaàn öùng coøn coù toån thaát trong caùc thieát bò bieán ñoåi.
Khi ñoù hieäu suaát cuûa toaøn heä thoáng laø:
η = ηö +ηsc
Trong ñoù:
ηsc: hieäu suaát cuûa thieát bò bieán ñoåi.
II Heä ñieàu khieån
Heä ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô DC phaân thaønh hai loaïi:

- Heä thoáng hôû.
- Heä thoáng kín.
a. Heä thoáng hôû
Heä thoáng hôû coøn goïi laø heä thoáng baùn töï ñoäng, noù thöïc hieän nguyeân taéc
khoáng cheá cöùng, töùc laø tín hieäu ra khoâng caàn ño löôøng ñeå hoài tieáp chuyeån veà
ñaàu vaøo. Moïi söï bieán ñoåi cuûa tín hieäu ra khoâng phaûn aùnh vaøo thieát bò ñieàu
khieån.
Hình 1_2: Sô ñoà khoái cuûa heä thoáng hôû.
• Nguyeân lyù ñieàu chænh
Ñoái vôùi ñoäng cô DC khi giöõ ñieän aùp phaàn öùng khoâng ñoåi, ta thay ñoåi ñoä
roäng xung kích thì toác ñoä cuûa ñoäng cô seõ thay ñoåi vaø traùnh ñöôïc nhöõng bieán
ñoäng lôùn veà gia toác vaø ñoäng löïc trong heä.
Hình1_3: Sô ñoà nguyeân lyù toång quaùt.
Boä bieán ñoåi ñaûo chieàu coù nhieäm vuï thay ñoåi chieàu ñieän aùp ñaët leân ñoäng cô.
b. Heä thoáng kín
Khoái ñieàu khieån Boä bieán ñoåi Ñoäng cô DC
Boä
Ñaûo
Chieàu
Vi
+
-

Heä thoáng kín coøn goïi laø heä thoáng ñieàu khieån töï ñoäng, noù thöïc hieän
nguyeân taéc ñieàu khieån coù phaûn hoài, töùc laø tín hieäu ra ñöôïc ño löôøng vaø phaûn hoài
ñeán ñaàu vaøo boä ñieàu khieån ñeå taïo ra tín hieäu ñieàu khieån vaø thoâng qua boä bieán
ñoåi ñieàu chænh laïi toác ñoä ñoäng cô töông öùng vôùi giaù trò tín hieäu ñaët.
Hình1_4: Sô ñoà khoái heä thoáng ñieàu khieån kín.
Khi söû duïng heä thoáng ñieàu khieån baùn töï ñoäng thöôøng sai soá toác ñoä tónh
töông ñoái lôùn do ñaëc tính cô töï nhieân cuûa ñoäng cô thöôøng gaëp ñeàu coù ñoä cöùng
khoâng ñuû lôùn. Ñaëc bieät laø khi ñieàu chænh döôùi toác ñoä cô baûn, ñoä cöùng giaûm hoaëc
toác ñoä khoâng taûi lyù töôûng giaûm. Vì vaäy trong thöïc teá khi ñieàu khieån ñoäng cô
ngöôøi ta thöôøng duøng heä kín ñeå giaûm sai soá toác ñoä vaø môû roäng daûi ñieàu chænh.
Vì sai soá tónh cuûa toác ñoä phuï thuoäc vaøo ñoä cöùng cuûa ñoäng cô neân bieän phaùp chuû
yeáu duøng ñeå oån ñònh hoùa trong heä laø laøm taêng ñoä cöùng ñaëc tính cô, muoán vaäy
thoâng soá ñieàu chænh phaûi thay ñoåi töï ñoäng theo giaù trò phuï taûi sao cho ñuû khaû
naêng buø tröø löôïng suït toác do taûi gaây ra. Do ñoù ngöôøi ta söû duïng caùc voøng hoài
tieáp doøng ñieän, toác ñoä truyeàn ñoäng töï ñoäng voøng kín.
• Nguyeân lyù ñieàu khieån töï ñoäng voøng kín
Trong heä thoáng ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô DC baèng caùch ñoåi daáu ñieän aùp
cung caáp phaàn öùng ñoäng cô. Khi ñoù toác ñoä laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñöôïc ñieàu
chænh nhôø thay ñoåi toác ñoä khoâng taûi lyù töôûng n0. Coøn ñoä cöùng cuûa ñaëc tính cô β
ñöôïc giöõ nguyeân nhö hình veõ:
Phaûn hoài
n
M
1’
w1’min
wmin
W0min

Giaû söû caùc ñaëc tính cuûa heä coù ñoä cöùng laø β vaø khi ñieàu chænh ñeán toác ñoä
ωmin thì sai soá tónh vöôït quaù giôùi haïn cho pheùp.
MIN
MINMIN
S
ω
ωω −
= 0
(3-11)
C. Khaûo saùt heä ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô DC theo voøng kín
Ñoäng cô DC kích töø ñoäc laäp ñöôïc söû duïng roäng raõi trong truyeàn ñoäng
ñieän, ñieàu khieån voøng hôû khoâng thoaû maõn yeâu caàu ñaët ra veà cô caáu. Vì theá heä
thoáng ñoøi hoûi yeâu caàu chính xaùc cao nghóa laø caàn phaûi thay ñoåi goùc kích trong
quaù trình bieán ñoåi taûi, neân giaûi quyeát baèng heä thoáng ñieàu khieån voøng kín.
Hình 1_6: Sô ñoà ñieàu khieån voøng kín.
Khi moment taûi thì tín hieäu ñaàu vaøo laø:
ωt = ωñ + ωht
Tín hieäu ñieàu khieån (Uñk) taêng laøm thay ñoåi goùc kích vaø laøm taêng ñieän aùp
phaàn öùng do ñoù laøm taêng moment ñoäng cô neân söï thay ñoåi toác ñoä ñöôïc giaûm bôùt
U
Hoài tieáp
wUöUñkwñ wt
-

ñaùng keå vaø cöù nhö theá trong traïng thaùi quaù ñoä maø giaù trò moment ñoäng cô vaø M0
caân baèng, hay noùi caùch khaùc laø heä cöùng taêng modul ñoä cöùng ñaëc tính cô.
Ñaây laø vaán ñeà chuû yeáu trong heä kín.
Nhôø heä ñieàu khieån voøng kín coù ñaëc ñieåm laøm heä truyeàn ñoäng coù ñoä chính
xaùc cao, taùc duïng nhanh, aûnh höôûng cuûa thaønh phaàn nhieãu bò haïn cheá, tính ñöôïc
haøm truyeàn vôùi aån soá laø Iö.
u
uu
uuu
uu
u
TS
sEsU
RsLR
sEsU
sI
.1
)()(
.
1
)(
)()(
)(
−
−
∑
=
−
∑
−
= (3-12)
Tö: Thôøi haèng cuûa maïch phaàn öùng.
∑
=
u
u
u
R
I
T (3-13)
M
tt
TS
sMsM
SJB
sMsM
s
.1
)()(
.
1
.
)()(
)(
+
−
=
+
−
=
β
ω (3-14)
vôùi :
β
J
TM = : Haèng soá cô.
4. Haøm truyeàn cuûa ñoäng cô kích töø ñoäc laäp
Hình 1_7: Sô ñoà töông ñöông cuûa ñoäng cô
Phöông trình caân baèng ñieän aùp
dt
dI
LIREU u
uuuu .. +
∑
+= (3-15)
Vkt
+
-
Ikt
V
Iö
+
-
-
+

ω..Φ= KE (3-16)
Phöông trình caân baèng moment treân truïc ñoäng cô.
ω.BMM t +=
dt
d
JBMM t
ω
ω .. ++= (3-17)
Trong ñoù:
ω..Φ= KM (3-18)
Töø caùc phöông trình (3-15) ñeán (3-18) vieát döôùi daïng toaùn töû.
uuuuuu LsIssIRsEsU ).(.)(.)()( +
∑
+= (3-19)
)(..)( sKsE dmu ωΦ= (3-20)
)(..)(.)()( sJssBsMsM t ωω ++= (3-21)
)(..)( sKsM dm ωφ= (3-22)
töø phöông trình (319) coù quan heä giöõa toác ñoä vaø ñieän aùp phaàn öùng vaø
moment taûi:
)(
)().(1
)(
)(
)().(1
)(
)(
22
2
11
1
sM
sHsG
sG
sU
sHsG
sG
s tu
+
+
+
=ω (3-23)
Vôùi
).1)(.1(.
.
).1(
1
..
).1(
1
)(1
Muu
Muu
TsTsRB
K
BTs
K
TsR
sG
++
∑
Φ
=
+
Φ
+
∑
=
(3-24)
Φ= .)(1 KsH (3-25)
).1(
1
)(2
uTsB
sG
+
−= (3-26)
).1(
).(
)(
2
2
uu
TsR
K
sH
+
∑
Φ
= (3-27)

Neáu xeùt ôû cheá ñoä khoâng taûi luùc Mt = 0, thay (3-26) vaøo (3-23) ta ñöôïc:
).1)(.1(.)(
.
)(
)(
2
Muuu TsTsBRK
K
sI
s
++
∑
+Φ
Φ
=
ω
Ta thaáy raèng Tu≤ TM neân:
Vaäy (3-27) ñöôïc vieát laïi laø:
M
u
uuMuu
T
BRK
R
s
BRK
K
TsBRK
K
sI
s
∑
+Φ
∑+∑
+Φ
Φ
=
+
∑
+Φ
Φ
=
2
22
)(
.1
1
.
)(
.
).1()(
.
)(
)(ω
(3-28)
Ñaët
M
u
u
M T
BRK
BR
T
∑
+Φ
∑= 21
)( (3-29)
BRK
K
K
u
M
∑
+Φ
Φ
= 2
)(
.
(3-30)
Vaäy phöông trình (3-28) ñöôïc vieát laïi laø:
1.1)(
)(
M
M
u Ts
K
sU
s
+
=
ω
(3-31)
M
M
Mu Ts
K
TsB
K
sI
s
.1).1()(
)( 2
+
=
+
Φ
=
ω
(3-32)
Vôùi
B
K
KM
Φ
=
.
2
).1().1)(.1( MMu TsTsTs +≈++

Hình 1_8: Sô ñoà caáu truùc cuûa heä kín
Söû duïng coâng thöùc (1-31) ta coù:
12 .1
.1
.
)(
)(
.
)(
)(
)(
)(
M
M
M
M
u
u
u Ts
Ts
K
K
sU
s
s
sI
sU
sI
+
+
==
ω
ω
(3-33)
Ñaët
BRK
B
K
K
K
uM
M
M
∑
+Φ
== 2
2
1
).(
Vaäy:
1
1
.1
.1
)(
)(
M
M
M
u
u
Ts
Ts
K
sU
sI
+
+
=
Khi phaân tích ñoäng cô DC kích töø ñoäc laäp coù theå phaân tích thaønh hai khoái
sau:
Hình 1-9: Sô ñoà caáu truùc ñôn giaûn hoaù
).1(
1
uu
TsR +
∑
Φ.K
).1(
1
MTsB +
K.Φ
Mt(s)
ω(s)Iu(s)
Uu(s)
Eu(s)
1
1
.1
).1(
M
MM
Ts
TsK
+
+
1
2
.1 M
M
Ts
K
+
Uu(s) Iu(s) ω(s)

table of Contents
Chương I: TỔNG QUAN HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY BIA................................................................1
1.1 Khái niệm bia:...............................................................................................................................1
* Thành phần............................................................................................................................................2
1.2 Giới thiệu nhà máy bia..................................................................................................................3
1.3 Quy trình sản xuất bia.........................................................................................................................4
1.4 Hệ thống đóng chai trong nhà máy ...............................................................................................9
Tổng quan về quy trình đóng chai ................................................................................................9
a, Quá trình rót liệu. ............................................................................................................................10
b, Quy trình đóng nút..........................................................................................................................11
c, Quy trình dán nhãn..........................................................................................................................11
1.5 Bài toán cần giải quyết......................................................................................................................12

Tìm hiểu hệ thống đóng chai trong nhà máy bia

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Tìm hiểu hệ thống đóng chai trong nhà máy bia

Similar to Tìm hiểu hệ thống đóng chai trong nhà máy bia (20)

More from ebookbkmt

More from ebookbkmt (8)

Tìm hiểu hệ thống đóng chai trong nhà máy bia