Đang tải... (xem toàn văn)
Trong những năm gần đây với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế Việt Nam, số lượng phương tiện giao thông đã tăng một cách nhanh chóng. Phương tiện cá nhân tăng lên, đòi hỏi việc xây dựng các đỗ xe cũng như yêu cầu các bãi đỗ xe phải được tự động hóa tăng theo. Bên cạnh đó sự tiến bộ trong công nghệ điện tử, tin học ngày nay thực sự là một cuộc cách mạng công nghệ trên toàn thế giới. Ở nước ta kỹ thuật điện tử tin học đã được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển tự động, đặc biệt là kỹ thuật vi xử lý. Hiện nay người ta đã sản xuất ra những thiết bị có kết cấu nhỏ gọn dạng máy tính mà bên trong có chứa bộ vi xử lý và có thể lập trình được. Đó chính là các thiết bị điều khiển có lập trình Programmable Logic Controller viết tắt là PLC. So với quá trình điều khiển bằng mạch điện thông thường thì PLC có nhiều ưu điểm hơn hẳn, chẳng hạn như: Kết nối mạch điện đơn giản, rút ngắn được thời gian lắp đặt, dễ dàng thay đổi công nghệ nhờ việc thay đổi nội dung chương trình điều khiển, được ứng dụng trong phạm vi rộng, độ tin cậy cao. Có rất nhiều các hãng sản xuất bộ điều khiển lập trình với nhiều loại và khả năng ứng dụng khác nhau. Trong bản đồ án này em đi sâu vào tìm hiểu, nghiên cứu, sử dụng PLC CPM1A để thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động. Nội dung bản đồ án gồm các phần như sau: Chương I: Giới thiệu chung bãi đỗ xe Chương II: Giới thiệu chung về PLC và phần mềm lập trình Syswin Chương III: Ứng dụng PLC CPM 1A xây dựng mô hình điều khiển bãi đỗ xe tự động. Kết luận: Tóm tắt các kết quả đã đạt được, đồng thời phân tích mặt tồn tại và đề xuất hướng phát triển của đồ án. Do thời gian và trình độ có hạn nên bản đồ án của em không tránh khỏi những khiếm khuyết cần phải hoàn thiện thêm. Em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ dẫn của các Thầy, Cô giáo và các bạn đồng nghiệp.
Nguyễn Thị Việt Hương LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần với phát triển nhanh chóng kinh tế Việt Nam, số lượng phương tiện giao thông tăng cách nhanh chóng Phương tiện cá nhân tăng lên, đòi hỏi việc xây dựng đỗ xe yêu cầu bãi đỗ xe phải tự động hóa tăng theo Bên cạnh tiến công nghệ điện tử, tin học ngày thực cách mạng công nghệ toàn giới Ở nước ta kỹ thuật điện tử - tin học ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển tự động, đặc biệt kỹ thuật vi xử lý Hiện người ta sản xuất thiết bị có kết cấu nhỏ gọn dạng máy tính mà bên có chứa vi xử lý lập trình Đó thiết bị điều khiển có lập trình "Programmable Logic Controller" viết tắt PLC So với trình điều khiển mạch điện thơng thường PLC có nhiều ưu điểm hẳn, chẳng hạn như: Kết nối mạch điện đơn giản, rút ngắn thời gian lắp đặt, dễ dàng thay đổi công nghệ nhờ việc thay đổi nội dung chương trình điều khiển, ứng dụng phạm vi rộng, độ tin cậy cao Có nhiều hãng sản xuất điều khiển lập trình với nhiều loại khả ứng dụng khác Trong đồ án em sâu vào tìm hiểu, nghiên cứu, sử dụng PLC CPM1A để thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động Nội dung đồ án gồm phần sau: Chương I: Giới thiệu chung bãi đỗ xe Nguyễn Thị Việt Hương Chương II: Giới thiệu chung PLC phần mềm lập trình Syswin Chương III: Ứng dụng PLC CPM 1A xây dựng mơ hình điều khiển bãi đỗ xe tự động Kết luận: Tóm tắt kết đạt được, đồng thời phân tích mặt tồn đề xuất hướng phát triển đồ án Do thời gian trình độ có hạn nên đồ án em khơng tránh khỏi khiếm khuyết cần phải hoàn thiện thêm Em mong nhận góp ý, dẫn Thầy, Cô giáo bạn đồng nghiệp CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BÃI ĐỖ XE 1.1 Tình hình giao thơng Thành phố Việt Nam Từ kinh tế Việt Nam chuyển từ kế hoạch hoá tập trung sang kinh tế thị trường tranh kinh tế Việt Nam có nhiều điểm sáng, mức sống người dân cải thiện bước, bạn bè nước khu vực quốc tế hết lòng ca ngợi thành tựu đổi trình xây dựng đất nước Tuy mức tăng trưởng kinh tế Việt Nam đạt cao liền với vấn đề tai nạn giao thông ùn tắc giao thông, đặc biệt giao thông đường bộ, số vụ giao thông không ngừng tăng quy mơ số lượng Cho nên nhiều người thường nói giao thông đường Nguyễn Thị Việt Hương Việt Nam giống bong bóng dẹp chỗ chỗ khác lại ùng ra, có chiến dịch, thị thời gian ngắn lại đâu vào Nguyên nhân chủ yếu dẫn tới tình trạng có nhiều: Do lấn chiếm hành lang an tồn giao thông, gia tăng nhanh phương tiện giao thông cá nhân ý thức người tham gia giao thông chưa cải thiện nhiều năm gần Bên cạnh phải kể đến đường xá nhỏ hẹp, nhiều khúc cua 90 độ có nhiều biển báo cấm biển báo hiệu đoạn đường, vỉa hè bị lấn chiếm làm nơi kinh doanh bán hàng, để xe ô tơ dẫn tới tình trạng người tham gia giao thơng bị khuất tầm nhìn, nhiều đoạn đường xuống cấp nhanh có nguy tiềm ẩn tai nạn giao thơng Có thể nói đâu có đường có nhà dân chí doanh nghiệp, nhà máy khu công nghiệp coi bám mặt đường lợi Vì “trăm hoa đua nở” dẫn đến khơng kiểm sốt Thời gian qua, tất địa phương quân triển khai mạnh mẽ tháng ATGT tình hình TTATGT địa bàn nước diễn biến phức tạp Theo thống kê Cục CSGT đường bộ- đường sắt Uỷ ban ATGT Quốc gia, tính đến hết tháng 9, nước xảy tới 10.518 vụ TNGT làm 9.510 người chết 10.700 người bị thương Điều dẫn đến hậu kinh tế gánh nặng cho xã hội lớn Nguyễn Thị Việt Hương Theo số liệu thống kê nhất, có tới 50% số người tham gia giao thông không dùng đèn báo chuyển hướng, 85% khơng dùng cịi quy định, 70% không dùng phanh tay, 90% không sử dụng đèn chiếu sáng xa, gần 72% không đội mũ bảo hiểm ngồi mô tô tuyến đường bắt buộc Ngồi ra, tình trạng vượt đèn đỏ, uống rượu bia say, chở tải, tốc độ thời gian qua mức báo động khó kiểm sốt Hình 1.1: Tình hình ùn tắc giao thong thành phố Việt Nam 1.2 Khái niệm hệ thống bãi đỗ xe tự động Chỉ sau ngành công nghiệp ô tô đời thời gian ngắn, từ năm 20 kỷ trước, hệ thống đỗ xe ô tô tự động xuất nhằm đáp ứng nhu cầu chỗ đỗ xe ô tô, đặc biệt khu vực trung tâm, siêu đô thị; Hệ thống đỗ xe tự động trước diện nước Bắc Mỹ, Tây Âu đến chúng trở thành phần thiếu giao Nguyễn Thị Việt Hương thông công cộng nước phát triển.Về mặt công nghệ, ngày tồn q trình xếp chỗ đỗ xe, quản lý thời gian lưu bãi hoàn toàn thực công nghệ điều khiển học.Trạm đỗ xe tự động không lắp đặt cơng trình nổi, mà cịn thi cơng ngầm lịng đất, lịng sông.Đối với tầng lớp công dân đô thị lớn Việt Nam nay, khả tài khơng cịn vấn đề lớn mà đơi toán chỗ đỗ xe trở lực ngăn cản họ sở hữu ôtô riêng Hệ thống đỗ xe tự động hay gọi hệ thống đỗ xe thông minh: công nghệ điều khiển tự động, sử dụng chủ yếu pallet thang nâng, cho phép đỗ nhiều xe ô tô diện tích khơng gian; Hệ thống đỗ xe tự động giải pháp an toàn – tiết kiệm 1.3 Giới thiệu số hệ thống bãi đỗ xe tự động 1.3.1 Hệ thống cầu trục-di chuyển Cầu trục : cầu trục tự hành có nhiệm vụ nâng hạ dịch chuyển bàn thao tác ( pallet) Bàn thao tác có cấu móc kéo chuyển pallet ( khay chứa xe oto) thực thao tác vào/ra vị trí lưu đỗ Cơ cấu chấp hành sử dụng nhiều dạng khác Đặc điểm : Hệ thống có kết cấu nguyên lý đơn giản dễ điều khiển thơng dụng, thích hợp với mơ hình vừa nhỏ hạn chế chiều cao cầu trục Nguyễn Thị Việt Hương Hệ thống có tốc độ xử lý cao linh hoạt sử dụng cho bãi đỗ công cộng, chung cư, công sở Nhược điểm: Hệ thống hạn chế chiều cao nâng chuyển phát thải ồn học Hệ số sử dung diện tích: 60% -Rộng: 7,5m -Dài:30-50m -Cao: 10m -Số lượng:60-100 vị trí Hình 1.2: Bãi đỗ xe Toyota 1.3.2 Hệ thống thang nâng-quay vòng ngang Nguyễn Thị Việt Hương -Thang nâng Thang nâng hệ thống có dạng thang máy: nâng, hạ pallet theo phương đứng -Cơ cấu vạn chuyển tầng theo phương pháp đấy/ kéo trượt ngang pallet theo vòng chòn khép kín ( pallet dịch chuyển theo phương nằm ngang tầng) -Cơ cấu chấp hành xếp vào/lấy đơn giản theo nguyên tắc “ăn khớp” truyền lực pallet với Ưu điểm : Hệ thống cho hệ số sử dung diện tích cao (>80%) thường sử dung cho bãi đỗ ngầm tòa cao ốc Nhược điểm hệ thống giới hạn diện tích sử dụng, chi phí lượng riêng lớn -Rộng:13m -Dài: 30-35m -Cao:10-15m -Số lượng: 120- 160 vị trí đỗ/1hệ thống Nguyễn Thị Việt Hương Nguyễn Thị Việt Hương Hình 1.3: Bãi đỗ xe Nga 1.3.3 Hệ thống thang nâng-quay vịng tầng Thang nâng thuộc loại xích tải (Kiểu thang cuốn) nâng/hạ pallet liên tục theo vòng tròn đứng Việc dịch chuyển tầng thực nhờ cấu kéo chuỗi pallet theo nhịp (mỗi bước dich chuyển chiều rộng pallet) Mỗi đường vận chuyển có truyền động riêng Truyền lực pallet với liên kết khớp nối Khi thang chịch chuyển khớp liên kết pallet tự phân khai khỏi chuỗi Nguyễn Thị Việt Hương Đường lưu chuyển hệ thống thiết lập nhờ kết hợp truyền động chịch chuyển ngang thang nâng đầu Đườn chuyển động vòng chuyển động ngược chiều khép kín tầng với tầng khác qua đầu thang Ưu điểm : Hệ thống sử dung tối đa khơng gian lưu trữ diện tích hẹp Hệ thống thích hợp cho bãi đỗ ngầm khu trung cư, khách sạn Hạn chế hệ thống chỗ : phái sử dung đến nhiều truyền động , chi phí lượng riêng cao -Rộng:6,5m -Dài:25-30m -Cao:7-12m -Số lượng:32-40 vị trí Hình 1.4: Sơ đỗ lưu chuyển hệ thống thang nâng – quay vòng tầng 10 Nguyễn Thị Việt Hương 3.4.6 Công tắc hành trình Tiếp điểm: 15A, 480VAC Tần số hoạt động: Cơ: 240 lần/phút; Điện: 20 lần/phút Điện trở cách điện: 100 MΩ (ở 500 VDC) Điện trở tiếp xúc: mΩ max Tiêu chuẩn: UL/CSA Hình 3.7: Cơng tắc hành trình 3.4.7 Bộ nguồn chiều Sử dụng chỉnh lưu cầu biến dòng điên xoay chiều thành điên chiu Để ổn định điện áp cp cho ng c điện chiều ta dïng IC ỉn ¸p 7812: 77 Nguyễn Thị Việt Hương 12V÷ 35V CL 7812 C1 2200 35V C2 2200 35V U~ Vữ V 12 35 C3 1000 µ 16V O C4 1000 µ 16V +12V 7912 Hình 3.8: Cầu pha ốt Mạch ổn áp đối xứng dùng IC 7812 , 7912 3.5 Xác định phân định đấu nối đầu vào / cho PLC 78 -12V Nguyễn Thị Việt Hương 3.5.1 Đầu vào PLC Đầu vào Nút ấn khởi động M Nút ấn dừng ST Cảm biến quang 1(S1) Địa 000.00 000.01 000.02 Vào cửa Cảm biến quang 2(S2) 000.03 Qua cửa Cảm biến quang 3(S3) 000.04 Ra cửa Cảm biến quang 4(S4) 000.05 Qua cửa Cơng tắc hành trình 1(HT1) Cơng tắc hành trình 2(HT2) Cơng tắc hành trình 3(HT3) Cơng tắc hành trình 4(HT4) 3.5.2 Đầu PLC 000.06 000.07 000.08 000.09 Đầu vào Đèn báo nguồn (đèn xanh) Đx Rơ le điều khiển động quay Địa 010.00 010.01 thuận (1R) Rơ le điều khiển động quay 010.02 ngược (2R) Rơ le điều khiển động quay 010.03 quay thuận (3R) 79 Nguyễn Thị Việt Hương Rơ le điều khiển động quay 010.04 ngược (4R) Đèn báo Gara đầy xe (đèn đỏ) (Đđ) 3.5.3 Đấu nối vào/ PLC 010.05 HT4 HT3 Đđ HT2 HT1 4R S4 S3 3R S2 S1 2R ST M 1R DC 24V Đx AC 220V DC 24V 80 Nguyễn Thị Việt Hương Hình 3.9: Sơ đồ đấu nối vào/ PLC 3.6 Lập trình mạch điện với phần mềm Syswin * Lập trình theo ngơn ngữ bậc thang: 81 Nguyễn Thị Việt Hương * Lập trình theo ngôn ngữ STL: LD 253.13 AND NOT CNT099 OUT 010.00 LD 000.00 OR 200.00 82 Nguyễn Thị Việt Hương AND NOT 000.01 OUT 200.00 LD 200.00 AND NOT CNT099 OUT TR0 AND 000.02 LD TR0 AND 010.01 OR LD AND NOT 010.02 AND NOT 000.06 OUT 010.01 LD TR0 AND 000.03 LD TR0 AND 010.02 OR LD AND NOT 010.01 AND NOT 000.07 OUT 010.02 83 Nguyễn Thị Việt Hương LD 200.00 OUT TR0 AND 000.04 LD TR0 AND 010.03 OR LD AND NOT 010.04 AND NOT 000.08 OUT 010.03 LD TR0 AND 000.05 LD TR0 AND 010.04 OR LD AND NOT 010.03 AND NOT 000.09 OUT 010.04 LD 010.01 LD 010.03 84 Nguyễn Thị Việt Hương LD 000.01 AND NOT CNT099 CNTR 099 #0010 LD CNT099 OUT 010.05 END 3.7 Chạy mơ Hình 3.10: Mạch cấp nguồn ấn nút khởi động 85 Nguyễn Thị Việt Hương Hình 3.11: Mạch có xe vào gara 86 Nguyễn Thị Việt Hương Hình 3.12: Mạch có xe gara 87 Nguyễn Thị Việt Hương Hình 3.13: Mạch gara đầy xe 3.8 Vận hành mơ hình 3.8.1 Một số hình ảnh mơ hình sau chế tạo 3.8.2 Vận hành Ấn nút ON điện cung cấp tới PLC thiết bị hệ thống, gara sẵn sàng hoạt động, có xe vào cảm biến quang S1 phát cánh cửa vào mở đến gặp cơng tắc hành trình H1 dừng lại Khi xe vào qua cửa cảm biến S2 phát hiện, động tự động đảo chiều đóng cửa lại đến gặp cơng tắc hành trình H2 dừng lại Hệ thống hoạt động tới ta ấn nút OFF hệ thống dừng hẳn 88 Nguyễn Thị Việt Hương KẾT LUẬN Kết thúc khóa học, em Khoa điện thầy, cô hướng dẫn giao cho đề tài tốt nghiệp: “Ứng dụng PLC CPM 1A xây dựng mô hình quản lý bãi đỗ xe tự động” Sau nhận đồ án, kiến thức trang bị, tham khảo tài liệu kỹ thuật, bảo, hướng dẫn tận tình thầy Đặng Văn Tuệ giúp cho em hoàn thành yêu cầu đặt ban đầu đề tài Các vấn đề nghiên cứu thực hiện: - Tìm hiểu chung tình hình giao thơng Việt Nam, giới thiệu số loại bãi đỗ xe tự động giới - Nghiên cứu, tìm hiểu sâu PLC phần mềm Syswin với ứng dụng chúng q trình tự động hóa - Ứng dụng PLC xây dựng mơ hình điều khiển bãi đỗ xe tự động với yêu cầu đặt là: Sức chứa bãi đỗ 10 xe, cửa vào, cửa bãi đỗ xe riêng biệt Cửa vào mở, đóng tự động có xe vào xe ra, cửa vào mở bãi sức chứa Làm đồ án tốt nghiệp nhiệm vụ quan trọng em cố gắng, xong thời gian kiến thức có hạn nên đồ án em không tránh khỏi thiếu sót Vậy em kính mong quan tâm, giúp 89 Nguyễn Thị Việt Hương đỡ, đóng góp ý kiến quý báu thầy, cô để đồ án em hoàn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy Đặng Văn Tuệ tồn thể thầy, khoa tận tình giúp đỡ em hồn thành đồ án Hải Dương, ngày 05 tháng 11 năm 2012 Người thực 90 Nguyễn Thị Việt Hương Tài liệu tham khảo Giáo trình thực hành điện nâng cao, Trường Đại học Sao Đỏ Giáo trình thực hành PLC, Trường Đại học Sao Đỏ Hướng dẫn sử dụng CPM1A phần mềm Syswin 3.3 (2006), Văn phòng đại diện OMRON Việt Nam 91 ...Nguyễn Thị Việt Hương Chương II: Giới thiệu chung PLC phần mềm lập trình Syswin Chương III: Ứng dụng PLC CPM 1A xây dựng mơ hình điều khiển bãi đỗ xe tự động Kết luận: Tóm tắt kết đạt được, đồng thời... lý PLC dây cứng, ứng dụng điển hình năm 90 VXL công nghiệp Sự đời vi xử lý PLC tạo bước ngoặt cho lĩnh vực điều khiển Hiện ứng dụng kĩ thuật vi xử lý kĩ thuật số thông qua sử dụng PLC nhiều hình. .. chỗ đỗ xe trở lực ngăn cản họ sở hữu ôtô riêng Hệ thống đỗ xe tự động hay cịn gọi hệ thống đỗ xe thơng minh: công nghệ điều khiển tự động, sử dụng chủ yếu pallet thang nâng, cho phép đỗ nhiều xe