BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001:2008 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHUÔNG TRUYỀN ĐỘNG TRÊN TÀU THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP HẢI PHÒNG - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG `ISO 9001:2008 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHUÔNG TRUYỀN ĐỘNG TRÊN TÀU THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên: Nguyễn Văn An Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Đoàn Phong HẢI PHÒNG - 2016 Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc o0o BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Nguyễn Văn An – MSV : 1212102002 Lớp : ĐC1601- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài: Thiết kế hệ thống chuông truyền động tàu thủy NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính toán vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán Địa điểm thực tập tốt nghiệp : CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ nhất: Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hướng dẫn : Nguyễn Đoàn Phong Thạc sĩ Trường Đại học dân lập Hải Phòng Toàn đề tài Người hướng dẫn thứ hai: Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hướng dẫn : Đề tài tốt nghiệp giao ngày 31 tháng năm 2016 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 31 tháng 12 năm 2016 Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Sinh viên Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Cán hướng dẫn Đ.T.T.N Nguyễn Văn An Th.S Nguyễn Đoàn Phong Hải Phòng, ngày tháng năm 2016 HIỆU TRƯỞNG GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1.Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lượng Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất lượng vẽ ) Cho điểm cán hướng dẫn ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2016 Cán hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài Cho điểm cán chấm phản biện ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2016 Người chấm phản biện (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC MỞ ĐẦU……………………………………………………………… CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ TÀU THỦY VÀ HỆ THỐNG LÁI TÀU 1.1 Lịch sử phát triển tàu thủy……………………………………… 1.2 Các yếu tố đặc tính hình học tàu thủy……………………………… 1.3 Trọng tải lượng nước chiếm……………………………………… 1.4 Các đặc tính hải…………………………………………………… 1.5 Kết cấu thân tàu…………………………………………………………… 11 1.6 Trang bị tàu………………………………………………………… 12 1.7 Tổng quan hệ thống lái tàu thủy…………………………………… 23 CHƢƠNG LỰA CHỌN PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN VÀ THIẾT BỊ VỚI GIẢI PHÁP ĐƢỢ C CHỌN……………………………… ……… 24 2.1 Các phương pháp thực hiện…………………………………………… 26 2.2 Các thiết bị điện với giải pháp chọn………………………………… 31 2.3 PLC Simatic S7-200…………………………………………………… 37 2.4 Ngôn ngữ lập trình S7-200………………………………………… 58 CHƢƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG…………………………………… 59 3.1 Mạch cấp nguồn……………………………………………………… 59 3.2 Chức đầu vào ra……………………………………………………… 61 3.3 Sơ đồ đấu nối đầu vào ra…………………………………………………… 62 3.4 Lưu đồ thuật toán………………………………………………………… 63 3.5 Chương trình thực hiện………………………………………………… 64 KẾT LUẬN…………………………………………………………………… 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………… 71 LỜI MỞ ĐẦU Đất nước ta đà phát triển từ nước nông nghiệp lạc hậu với mục tiêu trở thành nước công nghiệp Do vậy, sử dụng thiết bị tự động nhu cầu thiếu xí nghiệp, nhà máy Bên cạnh đó, việc giao thông vận tải phát triển theo không kém, đặc biết ngành hàng hải Việc giao thông biển, vận chuyển hàng hóa, giao lưu nước nước vô quan trọng bước chuyển đất nước toàn quốc nói chung thành phố Hải Phòng nói riêng Với đề tài “Thiết Kế Hệ Thống Chuông Truyền Lệnh Trên Tàu Thủy” ThS Nguyễn Đoàn Phong đưa ra,em thực sau: Nội dung đề tài: Chương Tổng quan tàu thủy hệ thống lái tàu Chương Lựa chọn phương pháp thực Chương Xây dựng hệ thống CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ TÀU THỦY VÀ HỆ THỐNG LÁI TÀU 1.1 LỊCH SỬ VÀ SỬ PHÁT TRIỂN TÀU THỦY Trong lịch sử phát triển tàu thủy, tàu người có lẽ thuyền gỗ nhỏ Có nhiều loại thuyền gỗ, thuyền gỗ đóng gỗ ghép lại Để di chuyển mặt nước người từ chỗ sử dụng mái chèo biết tận dụng sức gió cách buồm Máy chèo cánh buồm vừa làm nhiệm vụ đẩy thuyền, vừa làm nhiệm vụ điều chỉnh thuyền theo hướng định Như nói phận lái cho tàu thủy mái chèo cách buồm Khi người làm thuyền lớn, tận dụng sức gió để đẩy thuyền đồng thời dùng cánh buồm để di chuyển thuyền theo hướng mong muốn Sau người ta phát minh bánh lái đơn giản gỗ đặt phần đuôi thuyền, nối với tay cầm (cán gỗ) đẩy đẩy lại sang hai bên giống đuôi cá để điều khiển hướng thuyền Bánh lái kết hợp với cánh buồm để điều khiển thuyền theo hướng mong muốn Khi sử dụng bánh lái đơn giản nối với tay cầm thấy muốn điều khiển thuyền sang phải phải đẩy tay cầm sang bên trái, ngược lại muốn điều khiển thuyền sang trái phải đẩy tay cầm sang trái Điều khiển thuyền, đặc biệt thuyền buồm lớn thấy "ngược tay vất vả quá" nên người thiết kế vô lăng lái (tay cầm hình tròn) qua hệ thống truyền động để lái tàu sang phải cách quay vô lăng sang phải, lái tàu sang trái cách quay vô lăng sang trái Và hệ thống máy lái tàu có chút “cơ giới hóa” đếm lùi theo sườn lên CD PV(word):VW,T CTUD Cxx Khi giá trị đếm tức thời C- , C , IW, word Cxx lớn MW, QW, SMW, giá trị đặt trước PV, C-bít AC,A IW, Hằng CU (cxx) có giá trị logic số, *VD, *AC Bộ đếm ngừng đếm tiến PV C-word đạt giá trị cực đại 32.767 ngừg đếm lùi Cword đạt giá trị cực tiểu 32.767 CTUD reset đầu vào R có giá trị logic Lệnh khai báo sử dụng đếm STL sau: Mô tả STL Toán hạng Khai báo đếm tiến theo sườn lên Cxx : C0 C47 cùa CU Khi giá trị đếm tức thời C- C80 C127 word lớn giá trị đặt CTU Cxx n trước n, C-bít có giá trị logic Bộ đếm reset đầu ngăn n (word):VW , T , xếp có giá trị logic Bộ đếm C , IW , QW , ngừng đếm C-word đạt giá trị MW, SMW,AC, cực đại 32.767 AIW, Hằng số *VD, *AC Khai báo đếm tiến/lùi, đếm tiến 56 Cxx: C48 C79 theo sườn lên CU đếm lùi CTUD n Cxx theo sườn lên CD Khi giá trị n (word) : VW, T, đếm tức thời C-word, Cxx lớn C, IW ,QW, giá trị đặt trước n, C-bít MW, SMW,AC, có giá trị logic 1, đếm AIW, Hằng số, ngừng đếm tiến C-word đạt giá *VD, *AC trị cực đại 32.767 ngừng đếm lùi C-word đạt giá trị cực tiểu 32.767 CTUD reset bít đầu ngăn xếp có giá trị logic 57 CHƢƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG 3.1 MẠCH CẤP NGUỒN Hình 3.1: Mạch cấp nguồn cho hệ thống 58 3.2 CHỨC NĂNG ĐẦU VÀO RA Stt Tiếp điểm Chức I0.0 Phát lệnh tiến hết máy I0.1 Phát lệnh tiến nửa máy I0.2 Phát lệnh tiến chậm I0.3 Phát lệnh tiến chậm I0.4 Phát lệnh lùi hết máy I0.5 Phát lệnh lùi nửa máy I0.6 Phát lệnh lùi chậm I0.7 Phát lệnh lùi chậm I1.0 Dừng 10 I1.1 Trả lời 11 Q0.0 Đèn báo tiến hết máy 12 Q0.1 Đèn báo tiến nửa máy 13 Q0.2 Đèn báo tiến chậm 14 Q0.3 Đèn báo tiến chậm 15 Q0.4 Đèn báo lùi hết máy 16 Q0.5 Đèn báo lùi nửa máy 17 Q0.6 Đèn báo lùi chậm 18 Q0.7 Đèn báo lùi chậm 19 Q1.0 Đèn báo dừng 59 Hình 3.2: Chuông thiết kế sử dụng PLC 60 3.3 SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI ĐẦU VÀO RA Hình 3.3: Sơ đồ đấu nối đầu vào 61 3.4 LƢU ĐỒ THUẬT TOÁN Hình 3.4: Lưu đồ thuật toán 62 3.5 CHƢƠNG TRÌNH THỰC HIỆN 63 64 65 66 67 68 KẾT LUẬN Sau thời gian thực hện đề tài tốt nghiệp, giúp đỡ hướng dẫn thầy giáo Thạc Sĩ Nguyễn Đoàn Phong thầy cô giáo môn Điện Tự Động Công Nghiệp, với nỗ lực thân kiến thức sau bốn năm học Đến em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Thiết Kế Hệ Thống Chuông Truyền Lệnh Trên Tàu Thủy” Trong đồ án em tìm hiểu giải vấn đề sau: - Thu thập đầy đủ tài liệu tàu thủy, thiết bị PLC Step7-200 - Thiết kế hệ thống chuông truyền lệnh sủ dụng PLC Tuy nhiên trình độ có hạn nên tránh thiếu sót, em mong đóng góp thầy cô giáo bạn Em xin cảm ơn thầy cô khoa Điện - Điện Tử, đặc biệt cảm ơn thầy Ths Nguyễn Đoàn Phong hướng dẫn tận trình làm đồ án tốt nghiệp vừa qua Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày 31 tháng 12 năm 2016 Sinh Viên : Nguyễn Văn An 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS TS Nguyễn Đức Ân, KS Nguyễn Bân(2005), Lý thuyết tàu thủy tập 1,2, Nhà xuất Giao Thông Vận Tải Hà Nội KalassVan Dokkum, Ship knowledge Shipdesign,contruction and operation,Nhà xuất Dokmar Maritime, WWW.DOKMAR.COM Mai Xuân Vũ, Nguyễn Thu Thiên(2005), Sổ tay hướng dẫn lập trình PLC, Nhà xuất bảnTrẻ Trần Thế San(2005), Hướng dẫn thiết kế mạch lập trình PLC, Nhà xuất Đà Nẵng Trần Công Nghị(2003), Thiết kế tàu thủy, Nhà xuất ĐH Quốc Gia TP Hồ ChíMinh TS Phạm Tiến Tỉnh(2006), Lý thuyết thiết kế tàu thủy, Nhà xuất Giao Thông VậnTải 71 ... nói riêng Với đề tài Thiết Kế Hệ Thống Chuông Truyền Lệnh Trên Tàu Thủy ThS Nguyễn Đoàn Phong đưa ra,em thực sau: Nội dung đề tài: Chương Tổng quan tàu thủy hệ thống lái tàu Chương Lựa chọn phương... động hệ thống lái tự động Trên tàu thuỷ nay, hệ thống lái tự động thực chế độ lái sau: Chế độ lái tự động, lái lặp, lái đơn giản 1.7.3.1 Chế độ lái tự động 1.7.3.1.1 Đối tƣợng hệ thống lái tự động. .. phương pháp thực Chương Xây dựng hệ thống CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ TÀU THỦY VÀ HỆ THỐNG LÁI TÀU 1.1 LỊCH SỬ VÀ SỬ PHÁT TRIỂN TÀU THỦY Trong lịch sử phát triển tàu thủy, tàu người có lẽ thuyền gỗ nhỏ