THIẾT kế hệ THỐNG cửa tự ĐỘNG

59 6 0
  • Loading ...
1/59 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 29/03/2019, 21:16

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CỬA TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU: 1.1.1 Khái qt tồn cầu hóa: Có người cho tồn cầu hóa manh nha xuất từ thưở bình minh văn minh phương Tây Có người gắn liền đời tồn cầu hóa với sóng thực dân hóa cường quốc Châu Âu kỷ 15-16, hay xuất công ty Đông Ấn Hà Lan với tuyến đường giao thương nối liền từ Âu sang Á Cũng có người cho tồn cầu hóa xuất điện tín truyền xuyên Đại Tây Dương lần vào kỷ 19 Tồn cầu hóa xu hướng tất yếu không để tránh khỏi kéo theo phát triển phổ cập tiến công nghệ khiến giới chuyển cách mạnh mẽ với tốc độ nhanh hết Các nguồn lực tạo nên quốc gia cường thịnh kể đến tài nguyên, nhân lực tri thức Khi tài nguyên hữu hạn cạn kiệt, nhân lực dễ dàng thay máy móc tri thức yếu tố sót lại với giá trị khơng hạn mức để phát triển đất nước Muốn có nguồn tri thức tân thời đáp ứng nhu cầu phát triển chạy đua kĩ thuật học hỏi nhu cầu tiên Thay phải gửi nguồn lực quốc gia nước ngồi chi đem tiến kĩ thuật nước ta Toàn cầu hóa giai đoạn khơng thể tránh khỏi khơng nói tất yếu nhằm đẩy nhanh tốc độ phát triển kinh tế thông qua hội tiềm năm Khơng nằm ngồi xu kinh tế đương đại đó, nói Việt Nam bắt đầu gia nhập tiến trình tồn cầu hóa từ năm 1986 với phương châm “đa hóa, đa phương hóa quan hệ đối ngoại Việt Nam sẵn sàng bạn tất nước cộng đồng quốc tế, phấn đấu hòa bình, độc lập phát triển” Bước nhảy vọt quan trọng chắn vào ngày 11 tháng năm 2007 Việt Nam thức gia nhập Tổ chức thương mại giới (WTO) sau 11 năm đàm phán Xu tồn cầu hóa gia nhập tổ chức kinh tế giới (WTO, ASEAN, APEC,…), kí kết Hiệp định thương mại tự tạo nên thách thức mặt chủ quyền, phủ nhận tác động vơ tích cực đến cơng nghệ dần lạc hậu, giúp nguồn tri thức nước ta tiếp cận với tiến khoa học toàn giới Kĩ thuật tiên tiến quốc gia trước, nghiên cứu đổi công nghệ chưa dễ tiếp cận đến Các sản phẩm kĩ thuật cao du nhập vào nước ta ngày dần trở nên quen thuộc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 1.1.2 Bối cảnh đời cửa tự động: Trong thời đại cơng nghệ phát triển tính theo ngày, việc đảm bảo tối ưu tiện nghi khía cạnh sống người nhu cầu đáng Các sản phẩm tự động hóa giúp tối ưu môi trường làm việc, sinh hoạt Chiếc cửa tự động khí phát minh vào năm 1931 Mỹ đến năm 1960, hệ thống cửa tự động Horton Automatics bán thị trường Cửa tự động tiện nghi người mà dần cải tiến tối ưu qua năm, độ xác tốc độ cải thiện qua hệ cửa Trong năm 1970 mà cảm biến chuyển động phát minh, cú thúc mạnh đẩy cửa tự động trở nên phổ biến để đáp ứng nhu cầu người khuyết tật thông qua công nghệ “không chạm” mức độ lớn 1980, cửa xoay tự động phát minh công nghệ cảm biến chuyển động trở nên thông dụng cửa trượt 1990, cảm biến nhiệt chuyển động trở thành cảm biến chủ yếu dùng cho cửa tự động Không rõ cửa tự động xuất Việt Nam đâu, ngày dễ dàng bắt gặp chúng trung tâm thương mại, siêu thị lớn chưa thật phổ cập cửa hàng vừa nhỏ Vì đề tài “Thiết kế cửa tự động” mang ý nghĩa nghiên cứu hệ thống nguyên lý thuyết dựng mơ hình mơ nhằm tìm hướng phát triển để cửa tự động trở nên thông dụng 1.1.3 Khái quát chung cửa tự động: Cửa tự động loại cửa đóng mở cách tự động mà không cần tác động trực tiếp người Chỉ cần có người vật đến gần cửa tự động mở khơng có người tự động đóng lại Loại cửa tiện lợi giúp người vật vào dễ dàng, thay cho việc đóng mở cửa tay thời gian gây khơng phiền tối, thuận tiện cho cho việc lưu thơng, bốc dỡ hàng hóa, tiện lợi cho người mang vác vật cồng kềnh (như sân ga, bến cảng, v.v…) Hiện giới tồn nhiều loại cửa tự động với nhiều hình dáng - kích thước - chức khác nhau, thỏa mãn yêu cầu mục đích người dùng Tính cơng dụng ngày nâng cao, an toàn đảm bảo hiệu tiết kiệm không gian, thời gian lượng Cửa tự động có hệ thống điện tương đối phức tạp, phải đảm bảo chạy vị trí Làm để người vào người đợi lâu cửa trạng thái đóng mở lưu lượng người vào liên tục đòi hỏi việc thiết kế phần điện phần lập trình phức tạp ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang Song song đó, cửa cần phải đảm bảo an tồn cho hành khách , hàng hóa Ngồi hệ thống đóng cắt điện, giám sát hoạt động cửa thơng qua cảm biến, có hệ thống bảo vệ khí cho cửa cố xảy Để đảm bảo độ êm chạy, cửa không dừng lại mà hãm nhẹ điện phải đảm bảo đóng mở xác, lúc người vào thuận lợi Việc thiết kế loại cửa tiện ích hơn, đa hơn, phục vụ tốt cho đời sống người tất yếu vơ cần thiết khắc phục nhược điểm cửa thường Xuất phát từ yêu cầu đó, cửa tự động thiết kế thỏa mãn khắc phục nhược điểm cửa thơng thường Vì sử dụng cửa tự động người dùng hồn tồn khơng phải tác động trực tiếp lên cánh cửa mà cửa tự động mở theo ý muốn Với tính này, cửa tự động mang lại thuận lợi lớn cho người sử dụng như: người dùng cửa bê vác vật cửa tự động khơng tạo cảm giác thoải mái mà thực giúp họ qua mà không cần phải tác động trực tiếp, tiết kiệm thời gian để đóng mở cửa Đặc biệt,ở môi trường công cộng, cửa tự dộng ngày phát huy ưu điểm giúp cho lưu thông qua cửa nhanh chóng dễ dàng, giảm va chạm nhiều người sử dụng chung cánh cửa Thêm vào đó, hệ thống máy lạnh phổ biến Nếu ta dùng loại cửa bình thường phải đảm bảo cửa ln đóng khơng có người qua lại để tránh thất lạnh ngồi gây lãng phí Thế điều thực tế lại khó ý thức người nơi cơng cộng khác Do đó, cửa tự động, với tính chất ln đóng khơng có người qua lại đáp ứng tốt yêu cầu Chính ưu điểm bật cửa tự động mà phải phát triển ứng dụng rộng rãi hơn, đồng thời nghiên cứu để cải tiến nâng cao chất lượng hoạt động cửa tự động để ngày đại hợn, tiện ích Để nghiên cứu cách xác cụ thể cửa tự động, cần thiết phải chế tạo mơ hình mơ tả hoạt động, hình dáng, cấu tạo Từ mơ hình ta quan sát tìm hiểu hoạt động cửa tự động, lường trước khó khăn gặp phải chế tạo ưu nhược điểm tiến hành khắc phục hạn chế, phát huy mạnh, tạo nên sản phẩm hoàn thiện cho người ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 1.2 PHÂN LOẠI CỬA TỰ ĐỘNG: 1.2.1 Phân loại theo sơ đồ dẫn động: Cửa đóng mở theo thủy lực: Đặc điểm loại cửa kéo sang trái sang phải, nhờ pittong-xilanh thủy lực nên hành trình bị hạn chế Hiện cửa tự động thủy lực không ứng dụng nhiều thực tế Cửa đóng mở theo phương pháp dẫn động điện Loại đóng mở cửa nhờ động điện chiều truyền qua hộp giảm tốc tới puly tới dây đai treo cửa nhờ mà hành trình kéo cửa khơng bị hạn chế Hệ thống cửa hoạt động theo nguyên tắc ứng dụng rộng rãi thực tế có kết cấu đơn giản, tiết diện nhỏ, chuyển động êm, an tồn tiết kiệm khơng gian sử dụng 1.2.2 Phân loại theo tính chất cơng dụng cửa: Cửa kéo: Loại cửa lạ nước ta, với kết cấu đơn giản gồm động gắn cố định với trần nhà kéo cửa đoạn dây • Ưu điểm: đơn giản hiệu cao, cánh cửa • Nhược điểm: động gắn với trần nhà cần phải gắn đủ để chịu sức nặng cửa Vì thực tế người ta dùng loại cửa kéo nhược điểm gây nguy hiểm cho người sử dụng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang Hình 1.1: Cửa kéo thực tế Cửa cuốn: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang Loại cửa có khả cuộn tròn lại Khi có tín hiệu điều khiển đóng mở cửa, động tác động qua trục cửa quanh trục Loại cửa có ưu điểm gọn nhẹ, tiện dụng dễ sử dụng cần động công suất nhỏ Cửa thường dùng làm cửa cho gara tơ, có tính kinh tế cao dễ chế tạo Nhưng có nhược điểm cửa không chắn dễ bị hỏng loại cửa khác Hình 1.2: Cửa thực tế Cửa trượt ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang Đây loại cửa sử dụng nhiều thị trường nay, dễ dàng bắt gặp loại cửa trung tâm thương mại lớn (BigC, Metro,… ), ngân hàng, bệnh viện khách sạn lớn Cửa treo lên hệ thống dây đai puly Hai puly quay tròn nhờ động điện chiều động điện đặc biệt không chổi than Hai cánh cửa đặt ray để làm dẫn đường cho cửa đẩy đẩy vơ khơng bị chệch hướng Cửa có gắn cảm biến hồng ngoại để phát người vật đến gần Nhược điểm loại cửa khơng chắn, tính phổ biến, u cầu mỹ quan cơng trình đơi kết cấu khí cửa cồng kềnh Do tính phổ biến mà nên loại lại chia thành nhiều loại: • Cửa trượt cánh (mở bên): loại cửa sử dụng nơi có số lượng người vào khơng nhiều hay sở khơng có tính chất giao dịch • Cửa trượt cánh (mở hai bên) • Cửa trượt xếp • Cửa trượt tròn Hình 1.3: Cửa trượt cánh thực tế ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang Hình 1.4: Cửa trượt tròn 1.3 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Đứng trước xu phát triển tất yếu thời kì hội nhập quốc tế, tự động hóa ngành khoa học phát triển mạnh mẽ thời gian gần Tự động hóa có mặt khắp nơi, lĩnh vực sống Trong nhà máy xí nghiệp, xưởng sản xuất có dây truyền sản xuất tự động Hoặc sân bay, nhà ga, siêu thị, tòa cao ốc, trung tâm thương mại cửa tự động, thang máy, máy bán hàng tự động Một vấn đề đặt việc nghiên cứu ứng dụng tự động hóa áp dụng q trình phát triển xã hội điều tất yếu cần thiết sinh viên ngành Điện Việc học hỏi tìm tòi sáng tạo ứng dụng tự động hóa nhiều phương thức góp phần khơng nhỏ vào phát triển công nghiệp nước nhà nói riêng lên xã hội nói chung Qua lý trên, em xin đề xuất làm đề tài “Mơ hình cửa tự động” với mong muốn lấy ý kiến phản hồi nghiên cứu đề tài với đánh giá hoạt động thực Đồng thời đề xuất số giải pháp nâng cao trình độ kiến thức tự động hóa ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 10 1.4 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu, chế tạo mơ hình cửa tự động giúp cho sinh viên có hiểu biết sâu sắc lĩnh vực điều khiển thơng minh nắm bắt nhiều kiến thức ngành như: điện, điện tử, khí… Việc tạo mơ hình hoạt động tốt tạo điều kiện cho sinh viên có hội học tập, thực nghiệm Để từ sinh viên tích lũy nhiều kinh nghiệm, nâng cao tay nghề, trình độ chun mơn phục vụ cơng tác ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 45 Dùng để đóng cắt mạch dùng lưới điện hạ áp Nó có tác dụng giống nút ấn động tác ấn tay thay động tác va chạm phận khí, làm cho q trình chuyển động khí thành tín hiệu điện 4.1.6.3 Các loại cơng tắc hành trình 4.1.6.3.1 Cơng tắc hành trình kiểu nút nhấn Hình 4.15: Cơng tắc hành trình kiểu nút nhấn Phía đế cách điện lắp cặp tiếp điểm tĩnh tiếp điểm động Vỏ đầu hành trình làm kim loại nên chịu lực va đập cao Hành trình cơng tắc đạt 10mm Khi tác động lên đầu hành trình , trục bị đẩy xuống làm mở cặp tiếp điểm thường đóng phía cặp tiếp điểm thường mở phía Khi hết tín hiệu hành trình (khơng lực ấn lên đầu hành trình) lò xo nhả đưa phần động vị trí ban đầu Tiếp điểm động có lò xo tiếp điểm, đảm bảo tiếp xúc điện tốt Loại cơng tắc hành trình kiểu thường đặt cuối hành trình 4.1.6.3.2 Cơng tắc hành trình kiểu tế vi Khi cần chuyển đổi trạng thái với độ xác cao ( 0,3 mm-0,7 mm) người ta dùng cơng tắc hành trình kiểu tế vi Cơng tắc có tiếp điểm thường đóng tiếp điểm thường mở Các tiếp điểm lắp đế nhựa, tiếp điểm động gắn đầu tự lò xo Khi ấn lên nút lò xo bị biến dạng.Sau ấn nút xuống khoảng xác định lò xo bật nhanh xuống làm cho tiếp điểm mở tiếp điểm đóng lại Khi thơi ấn nút cơng tắc trở vị trí ban đầu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 46 Hình 4.16: Cơng tắc hành trình kiểu tế vi 4.1.6.3.3 Cơng tắc hành trình kiểu đòn Khi cần có động tác chuyển đổi chắn điều kiện hành trình dài, người ta sử dụng cơng tắc hành trình kiểu đòn.Then khóa có tác dụng giữ chặt tiếp điểm vị trí đóng Khi cấu cơng tác tác dụng lên lăn, đòn quay ngược chiều kim đồng hồ, lăn nhờ lò xo làm cho đĩa quay quay đi, cặp tiếp điểm mở cặp đóng lại, lò xo kéo đòn vị trí ban đầu khơng có lực tác động lên ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 47 Hình 4.17: Cơng tắc hành trình kiểu đòn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 48 4.2 PHẦN MỀM MƠ HÌNH PLC: Hình 4.18 Phần mềm CX Programmer 9.6 Đây phần mềm lập trình cho PLC hãng Omron dùng xuyên suốt cho việc thiết kế cho mơ hình cửa tự động 4.2.1 Thiết lập PLC Dựa vào mã model PLC sử dụng để chuẩn bị cho việc thiết lập PLC có mã model là: CP1E N20DR-A Ta chỉnh Device type thành CP1E ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 49 Hình 4.19: Chỉnh Device Type CP1E Sau ta chỉnh CPU type thành N20 Hình 4.20: Chỉnh CPU type thành N20 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 50 4.2.2 Khai báo biến Input Output 0.00: Cảm biến quang đặt xa cửa 100.00: Động quay thuận, cửa mở 0.01: Cảm biến quang đăt gần cửa 100.01: Động quay nghịch, cửa đóng 0.02: Cơng tắc hành trình giới hạn phải 0.03: Cơng tắc hành trình giới hạn trái 0.05: On (mơ hình bắt đầu hoạt động) 0.06: Off (mơ hình dừng lập tức) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 51 4.2.3 Viết lập trình cho PLC Hình 4.22 Lập trình cho PLC dạng ladder ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 52 4.2.4 Nạp chương trình cho PLC Đầu tiên, ta kết nối PLC với máy tính sợi dây cáp Hình 4.23 Cáp kết nối PLC Tiếp theo, ta nhấn vào biểu tượng “Work online” xuất hộp thoại ta nhấn ‘Yes’ Hình 4.24 Hộp thoại xuất sau ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 53 Tiếp đến, ta di chuyển chuột vào phần “PLC” Sau ta di chuột xuống phần “Transfer” sau “To PLC” Hình 4.25 Hộp thoại PLC Sau đó, chương trình nạp vào PLC chuẩn bị cho việc vận hành ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 54 4.3 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN Hình 4.26: Sơ đồ kết nối mạch điều khiển Cấp nguồn điện 220 VAC PLC hoạt động Các biến ngõ vào input gồm: nút nhấn, cảm biến quang, công tắc hành trình kết nối với nguồn dương 24 VDC Tất ngõ vào dùng chung chân COM chân kết nối với nguồn âm 24VDC (0 VDC) Các biến ngõ 00 01 gắn vào cuộn dây rơ le trung gian Từ chân ngõ ta nối điện vào chân số 13 rơ le Các cuộn dây nuôi nguồn điện 24 VDC Tức từ cuộn dây chân số 14 rơ le ta nối nguồn dương 24 VDC Các biến ngõ có chân COM riêng biệt biến Ta nối chân COM nguồn âm 24 VDC (0 VDC) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 55 4.4 THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC Hình 4.27: Mạch động lực mơ hình Ta cấp nguồn điện 220 VAC cung cấp cho chuyển đổi adapter biến nguồn điện thành 12 VDC để cấp cho động DC Dây nguồn dương 12V ta nối chân số rơ le dây nguồn âm 12V ta nối với chân số rơ le Đầu rơ le nguồn dương 12V chân số 12 đầu rơ le nguồn âm 12V chân số ta nối vào cực tương ứng động DC Để đảo chiều quay động ta đảo dây pha với ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 56 CHƯƠNG 5: THỬ NGHIỆM MƠ HÌNH Ban đầu cửa mơ hình nằm lệch sang phía bên trái (trạng thái đóng) PLC có đèn đèn Power đèn RUN hiển thị sáng màu xanh Hình 5.1: Trạng thái ban đầu mơ hình Hình 5.2: Trạng thái ban đầu PLC Để mơ hình bắt đầu hoạt động, ta nhấn nút ON (màu xanh) Hình 5.3: Nhấn nút ON Hình 5.4: Ngõ vào 05 PLC sáng đèn Ta cho vật qua cảm biến phía xa cửa Đồng thời, ngõ vào 00 PLC sáng đèn Hình 5.5: Vật qua cảm biến xa cửa Hình 5.6: Ngõ vào 00 ngõ 00 PLC sáng đèn Khi cảm biến xa phát vật qua, cửa bắt đầu quay thuận để mở Cùng lúc ngõ 00 PLC sáng đèn Khi cửa chạm đè lên công tắc hành trình giới hạn bên phải tự động dừng lại Ngõ vào 02 PLC sáng đèn Hình 5.7: Trạng thái cửa mở ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 57 Hình 5.8: Ngõ vào 02 sáng đèn Khi cảm biến đặt gần cửa phát vật qua hết bắt đầu kích hoạt cho cửa quay nghịch để đóng Hình 5.9: Cảm biến gần cửa phát vật ` Hình 5.10: Ngõ vào 01 PLC sáng đèn Khi cảm biến quang thấy vật qua khỏi bắt đầu cho cửa quay nghịch đóng lại Hình 4.12: Ngõ 01 PLC sáng đèn Khi cửa chạm đè lên công tắc hành trình giới hạn trái tự động dừng lại, hết chu kì hoạt động Hình 4.13: Cửa trở trạng thái ban đầu Hình 4.14: Ngõ vào 03 sáng đèn Khi hoạt động mà gặp cố ta nhấn nút OFF (màu đỏ) cửa dừng Hình 4.15: Ấn nút OFF (màu đỏ) Hình 4.16: Cửa dừng lại ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 58 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN So sánh mô hình Arduino PLC STT Hạng mục so sánh Arduino PLC Thời gian đưa vào ứng dụng Lâu mở rộng, Nhanh khắc phục cố Cơng tác lập trình Giao diện code dễ dùng Giao diện ladder dễ sử người chuyên lập dụng trình Mức độ nhiễu Người thiết kế cần có Được chống nhiễu tốt kinh nghiệm hơn, ổn định Kinh phí Chi phí thấp Chi phí cao Kết luận mơ hình: Ưu nhược điểm: • Mơ hình chạy ổn đinh • Độ xác tương đối, tốc độ phản ứng nhanh Hướng phát triển: • Có thể tích hợp thêm chế độ mở giữ cửa có cháy, khóa bảo mật • Có thể nâng cấp lên thành hệ thống khơng dây ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 59 ... quát chung cửa tự động: Cửa tự động loại cửa đóng mở cách tự động mà khơng cần tác động trực tiếp người Chỉ cần có người vật đến gần cửa tự động mở khơng có người tự động đóng lại Loại cửa tiện... sản phẩm tự động hóa giúp tối ưu mơi trường làm việc, sinh hoạt Chiếc cửa tự động khí phát minh vào năm 1931 Mỹ đến năm 1960, hệ thống cửa tự động Horton Automatics bán thị trường Cửa tự động tiện... cửa xoay tự động phát minh công nghệ cảm biến chuyển động trở nên thông dụng cửa trượt 1990, cảm biến nhiệt chuyển động trở thành cảm biến chủ yếu dùng cho cửa tự động Không rõ cửa tự động xuất
- Xem thêm -

Xem thêm: THIẾT kế hệ THỐNG cửa tự ĐỘNG , THIẾT kế hệ THỐNG cửa tự ĐỘNG

Từ khóa liên quan

Mục lục

Xem thêm

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay