Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, chúng em xin cảm ơn quý thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Điện điện tử và bộ môn Tư động hóa đã tận tình và hết lòng truyền đạt những kiến thức cho chúng em trong suốt quãng thời gian chúng em học tập tại trường. Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS. Lương Văn Lăng. Người thầy đã hết lòng giúp đỡ và theo sát chúng em trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này. Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn trong lớp DD11TD1234. Những người bạn đã cùng học và giúp đỡ lẫn nhau trong suốt quá trình học tập và luận văn cuối khóa. Cuối cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy phản biện và các thầy trong hội động bảo vệ luận văn đã dành thời gian để nhận xét và giúp đỡ chúng em trong quá trình bảo vệ luận văn. Cuối lời, chúng em xin gửi lời chúc sức khỏe đến các thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Điện điện tử và bộ môn Tư động hóa. Tp.HCM, ngày …. tháng …. năm 2015 Sinh viên Lê Văn Quân Nguyễn Đình Lâm MỤC LỤC TÓM TẮT LUẬN VĂN 1 MỞ ĐẦU 2 Chương 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 3 1.1. Tính cấp thiết của luận văn 3 1.2. Mục tiêu của luận văn 4 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4 1.4. Nhiệm vụ của luận văn 5 Chương 2. PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN 6 2.1. Phân tích và lựa chọn giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động 6 2.1.1. Các giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động 6 2.1.2. Lựa chọn phương án 9 2.2. Nhiệm vụ của luận văn 10 2.2.1. Tóm tắt nguyên lý hoạt động bãi giữ xe ô tô tự động 10 2.2.2. Các vấn đề cần giải quyết 11 2.2.3. Phương hướng giải quyết 11 2.2.4. Thiết kế mô hình với Solidworks 3D 13 Chương 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 15 3.1. Sơ đồ tổng quát kết nối các thiết bị với máy tính 15 3.2. Tổng quan các thiết bị sử dụng trong luận văn 16 3.2.1. Giới thiệu về ngôn ngữ C và .NET Framework 16 3.2.2. OPC 16 3.2.3. Cơ sở dữ liệu SQL Server 17 3.2.4. Xử lý ảnh 19 3.2.5. RFID 20 3.2.6. Mạch chuyển USB UART CP2102 22 3.2.7. Mạch cảm biến dò line đơn 23 3.2.8. Mạch cảm biến vật cản hồng ngoại 24 3.2.9. Tổng quan họ PLC Siemens 24 3.2.10. PLC S71200 26 3.2.11. Phần mềm giao diện người máy Simatic WinCC V11 cho các ứng dụng điều khiển giám sát 32 3.3. Kết nối giữa PC OPC – PLC 33 Chương 4. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG – THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN 35 4.1. Thiết kế và thi công mô hình 35 4.1.1. Thiết kế mô hình 35 4.1.2. Thi công mô hình 36 4.1.3. Lựa chọn động cơ 37 4.1.4. Mạch điện 37 4.2. Thuật toán điều khiển 40 4.2.1. Thuật toán điều khiển cho PLC 40 4.2.2. Thuật toán điều khiển PLC từ máy tính 52 4.2.3. Thiết kế giao diện người dùng 55 Chương 5. TỔNG KẾT 62 5.1. Kết quả đạt được 62 5.2. Kết luận 62 5.3. Những hạn chế của đề tài và định hướng phát triển đề tài 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 Hình 2.1: Giải pháp “bãi giữ xe ô tô dạng xe di chuyển vòng quanh tòa nhà” 6 Hình 2.2: Giải pháp “bãi giữ xe ô tô xếp chồng” 7 Hình 2.3: Giải pháp “bãi giữ xe ô tô tự động tòa nhà dạng hình trụ” 8 Hình 2.4: Giải pháp “bãi giữ xe ô tô tự động dạng tòa nhà vuông” 8 Hình 2.5: Lựa chọn “Giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động tòa nhà xếp tầng vuông” 9 Hình 2.6: Mô hình Solidworks 3D bãi giữ xe ô tô tự động 13 Hình 2.7: Mô hình Solidworks 3D khung giữ xe 14 Hình 2.8: Mô hình Solidworks 3D kết cấu khung nâng 14 Hình 3.1: Sơ đồ tổng quát các thiết bị kết nối với máy tính 15 Hình 3.2: Thuật toán xử lý ảnh 19 Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của công nghệ RFID 20 Hình 3.4: Module Reader RFID ACE630 và thẻ (Tag) 125 kHz 21 Hình 3.5: Module chuyển đổi tín hiệu cổng USB sang tín hiệu tuần tự TTL 22 Hình 3.6: Mạch cảm biến dò line đơn 23 Hình 3.7: Mạch cảm biến vật cản hồng ngoại 24 Hình 3.8: PLC của hãng Siemens 25 Hình 3.9: PLC S71200 và các module mở rộng 26 Hình 3.10: So sánh giữa PLC S71200 và S7200 về các module mở rộng 27 Hình 3.11: Các khối chức năng CPU S71200 28 Hình 3.12: Các loại module mở rộng S71200 30 Hình 3.13: Các kết nối của PLC S71200 31 Hình 3.14: Các phiên bản Simatic WinCC V11 33 Hình 3.15: Sơ đồ kết nối giữa PC OPC KEPServer PLC 33 Hình 4.1: Thiết kế mô hình Solidworks 3D 35 Hình 4.2: Mô hình thực tế 36 Hình 4.3: Kết cấu khung nâng 36 Hình 4.4: Sơ đồ nguyên lý mạch cầu H 24VDC 37 Hình 4.5: Mạch cầu H 24VDC 38 Hình 4.6: Mạch cảm biến vật cản hồng ngoại 38 Hình 4.7: Mạch cảm biến dò line đơn 39 Hình 4.8: Bảng tủ điện điều khiển 39 Hình 4.9: Thuật toán điều khiển cho PLC 40 Hình 4.10: Sơ đồ hoạt động giữa OB1 với các khối chương trình con 41 Hình 4.11: Khối FC0Start 41 Hình 4.12: Khối FC1State 1 42 Hình 4.13: Khối FC4State 3 42 Hình 4.14: Sơ đồ các vị trí trong mô hình 42 Hình 4.15: Khối FC6State 5 43 Hình 4.16: Khối FC12 Move_robot 44 Hình 4.17: Thuật toán điều khiển khối FC12 Move_robot 45 Hình 4.18: Khối FC13Move_Hand 46 Hình 4.19: Thuật toán điều khiển khối FC13Move_Hand 47 Hình 4.20: Khối FB1Pos_ngang và khối FB2Pos_doc 48 Hình 4.21: Thuật toán điều khiển khối FB1Pos_ngang 49 Hình 4.22: Thuật toán tính toán cho khối FB2Pos_doc 50 Hình 4.23: Cấu hình phát xung PWM cho PLC S71200 DCDCDC 51 Hình 4.24: Thuật toán điều khiển PLC từ máy tính 53 Hình 4.25: Giao diện nhận dạng biển số xe thiết kế trên C 55 Hình 4.26: Giao diện trang chủ bãi giữ xe ô tô tự động 57 Hình 4.27: Giao diện hệ thống quản lý xe trong bãi 58 Hình 4.28: Giao diện cảnh báo lỗi hệ thống 59 Hình 4.29: Giao diện hệ thống máy móc 60 Hình 4.30: Giao diện chế độ điều khiển tay 61 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Ba giải truyền thông dựa trên tần số của sóng radio của RFID 21 Bảng 3.2: Các đặc tính của CPU S71200 29 Bảng 3.3: Các đặc tính của module mở rộng S71200 30 Bảng 4.1: Các thông số lệnh CTRL_PWM 52 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 1. ATS Automatic Transfer Switch 2. HMI Human Machine Interface 3. OPC OLE for Process Control 4. PC Personal Computer 5. PLC Programmable Logic Controller 6. PWM Pulse Width Modulation 7. PTP Point To Point 8. SCADA Supervisory Control And Data Acquisition 9. SQL Structure Query Language 10. UART Universal Asynchronous Receiver – Transmitter 11. USB Universal Serial Bus 12. RFID Radio Frequency Identification 13. TTL TransistorTransistor Logic 14. WTO World Trade Organization TÓM TẮT LUẬN VĂN Với mục đích đưa ra giải pháp giải quyết tình trạng thiếu bãi đỗ xe tại các thành phố lớn như thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội. Tại các thành phố lớn, việc đáp ứng yêu cầu về đất đai ngày càng không khả thi. Do đó, yêu cầu thực tế cần có các nhà đậu xe hiện đại có hiệu suất sử dụng không gian tối đa, an toàn và mang lại lợi ích cho xã hội, đề tài: “Thiết kế và thi công mô hình bãi giữ xe ô tô tự động” được chọn. Dựa trên những phân tích tối ưu về đặc điểm kỹ thuật, công nghệ chế tạo, khả năng ứng dụng, mức độ khả thi và xem xét đến kinh tế. Nội dung thực hiện đề tài bao gồm các vấn đề chính như sau: • Phần mô hình: Giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động. Thiết kế và xây dựng mô hình hệ thống cơ khí. • Phần điều khiển: Động cơ DC 24V và mạch điều khiển. Bộ điều khiển lập trình PLC S71200. Sử dụng WinCC để giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu. Công nghệ RFID trong việc quản lý bãi giữ xe. Kết hợp nhận dạng biển số xe, giao tiếp PLC với máy tính qua phần mềm OPC KEPServer. Xây dựng thuật toán và chương trình điều khiển mô hình. Quan trọng hơn là phần lập trình điều khiển cất và lấy xe tự động cho khung nâng thông qua việc quét thẻ từ kết hợp nhận dạng biển số xe. MỞ ĐẦU Với sự gia nhập WTO vào ngày 7 tháng 11 năm 2006, Việt Nam chính thức bước vào sân chơi thương mại toàn cầu. Từ bước nhảy vượt bậc đó, con đường trở thành một nước có nền công nghiệp phát triển cao, công nghệ hiện đại, đời sống vật chất của con người nâng cao đã đến. Và sự tất yếu kéo theo là sự phát triển ngày càng tăng số lượng phương tiện cá nhân. Trong đó có cả xe máy và ô tô, và trong tương lai không xa ở Việt Nam ô tô không còn là hàng hóa xa xỉ. Trong khi cơ sở hạ tầng lại không đáp ứng kịp với sự phát triển của phương tiện. Sự mất cân bằng này tất yếu dẫn đến sự mất thẩm mỹ cảnh quan đô thị do thiếu các bãi đỗ xe, nên buộc họ phải đậu xe lẫn chiếm lòng lề đường, tình trạng kẹt xe và tai nạn giao thông xảy ra liên tục. Sự mọc lên hàng ngàn chung cư hay building cao cấp tại các thành phố lớn như thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội đòi hỏi một lượng lớn các bãi giữ xe ôtô. Chính vì vấn đề bất cập đó mà các cơ quan chức năng có liên quan đưa ra nhiều hướng giải quyết khác nhau như mở rộng đường, qui định giờ đỗ xe, hay có nhiều điểm đổ xe mới được tạo ra. Nhưng tất cả chỉ là biện pháp tạm thời nhằm đáp ứng những nhu cầu cấp bách. Đặc biệt, trong các hệ thống giữ xe ôtô hiện tại tại các thành phố lớn vẫn còn thô sơ, chiếm một diện tích lớn, chưa ứng dụng những kỹ thuật hiện đại vào trong hệ thống. Vì vậy,với mục đích cải thiện và giải quyết vấn đề mà cộng đồng xã hội đã và đang quan tâm, đề tài “ Thiết kế và thi công mô hình bãi giữ xe ô tô tự động” đưa ra hướng giải quyết tốt nhất thời điểm này. Đề tài này tối ưu hóa được diện tích, ứng dụng những kỹ thuật tiên tiến. Chương 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1. Tính cấp thiết của luận văn Cùng với sự phát triển của một nền kinh tế năng động đòi hỏi một nền kỹ thuật công nghệ cũng phải phát triển, đáp ứng kịp thời và đầy đủ những nhu cầu cần thiết của sự phát triển đó. Điều này được thể hiện qua thực trạng tình hình phương tiện giao thông ở nước ta, “Theo số liệu thống kê sơ bộ của Tổng cục Hải quan, nhập khẩu ô tô nguyên chiếc vào Việt Nam: Trung Quốc là thị trường chính chính cung cấp trong 7 tháng 2015 với hơn 18 nghìn chiếc, tăng mạnh 204%; tiếp theo là Hàn Quốc: 14,2 nghìn chiếc, tăng 54,3%; Thái Lan: 12,1 nghìn chiếc; tăng 99,2%; Ấn Độ: 8,5 nghìn chiếc; tăng 77,5%... so với cùng kỳ năm 2014 (theo thống kế Hải Quan cập nhật 20082015 5:00 PM). Chứng tỏ tình hình số lượng xe ô tô ở nước ta tăng khá nhanh. Từ những số liệu trên đòi hỏi những yếu tố cơ sở hạ tầng phải đáp ứng cho sự tăng trưởng đó, đặc biệt là vấn đề về bãi đậu xe. Một trong những phương pháp nhằm giải quyết những khó khăn đó, việc ứng dụng sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ cao vào trong xây dựng cơ sở hạ tầng rất cần thiết. Cụ thể hơn, cần xây dựng những bãi đậu xe mang tính hiện đại, tự động cao và tính an toàn được đặt lên hàng đầu. Đồng thời, những bãi đậu xe như vậy cần phải đáp ứng vừa mang tính kinh tế, vừa phù hợp với thực tiễn như tiết kiệm quỹ đất xây dựng, tính cảnh quan,… Mặc dù trên thế giới, nhiều bãi đậu xe có kỹ thuật cao và hiện đại đã được đưa vào ứng dụng trong thực tế. Tuy nhiên, với mong muốn đưa ý tưởng từ những kiến thức đã học vào trong thực tế giải quyết khó khăn này, chúng em thực hiện đề tài quyết định đưa ra và thi công đề tài: “ Thiết kế và thi công mô hình bãi giữ xe ô tô tự động”. 1.2. Mục tiêu của luận văn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LÊ VĂN QUÂN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG KỸ SƯ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA TP HỒ CHÍ MINH, 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LÊ VĂN QUÂN – 41102748 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG KỸ SƯ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TS LƯƠNG VĂN LĂNG TP HỒ CHÍ MINH, 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TP HCM, ngày….tháng… năm 2015 NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Tên luận văn: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG Nhóm Sinh viên thực hiện: Cán bộ hướng dẫn: Lê Văn Quân 41102748 Nguyễn Đình Lâm 41101779 TS Lương Văn Lăng Đánh giá Luận văn 1 Về cuốn báo cáo: Số trang Số chương Số hình vẽ Số tài liệu tham khảo Sản phẩm Số bảng số liệu Một số nhận xét về hình thức cuốn báo cáo: 2 Về nội dung luận văn: 3 Về tính ứng dụng: 4 Về thái độ làm việc của sinh viên: Đánh giá chung: Luận văn đạt/không đạt yêu cầu của một luận văn tốt nghiệp kỹ sư, xếp loại Giỏi/ Khá/ Trung bình Điểm từng sinh viên: Lê Văn Quân:……… /10 Nguyễn Đình Lâm:……… /10 Người nhận xét (Ký tên và ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TP HCM, ngày….tháng… năm 2015 NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Tên luận văn: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG Nhóm Sinh viên thực hiện: Cán bộ phản biện: Lê Văn Quân 41102748 Nguyễn Đình Lâm 41101779 Đánh giá Luận văn 5 Về cuốn báo cáo: Số trang Số chương Số hình vẽ Số tài liệu tham khảo Sản phẩm Số bảng số liệu Một số nhận xét về hình thức cuốn báo cáo: 6 Về nội dung luận văn: 7 Về tính ứng dụng: 8 Về thái độ làm việc của sinh viên: Đánh giá chung: Luận văn đạt/không đạt yêu cầu của một luận văn tốt nghiệp kỹ sư, xếp loại Giỏi/ Khá/ Trung bình Điểm từng sinh viên: Lê Văn Quân:……… /10 Nguyễn Đình Lâm:……… /10 Người nhận xét (Ký tên và ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TP HCM, ngày….tháng… năm 2015 ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG Cán bộ hướng dẫn: TS Lương Văn Lăng Thời gian thực hiện: Từ ngày……………… đến ngày…………… Sinh viên thực hiện: Lê Văn Quân – 41102748 Nguyễn Đình Lâm – 41101779 Nội dung đề tài: Mục tiêu, phạm vi, đối tượng: Ứng dụng tự động hóa vào hệ thống bãi giữ xe ô tô - Xây dựng giao diện thân thiện người dùng Phương pháp thực hiện: - Thiết kế và thi công mô hình cơ khí - Xây dựng thuật toán điều khiển phù hợp - Sử dụng kết hợp WinCC với PLC giao tiếp với máy tính thông qua OPC KEPServer kết hợp quét thẻ từ RFID và nhận dạng biển số xe , để giám sát và điều khiển hệ thống Kế hoạch thực hiện: Nguyễn Đình Lâm: - Thiết kế mô hình cơ khí hệ thống trên Solidworks 3D - Thi công lắp ráp mô hình cơ khí - Thiết kế và thi công mạch điện điều khiển - Xây dựng thuật toán điều khiển với TIA PORTAL v13 - Viết chương trình điều khiển PLC S7-1200 và thiết kế giao diện giám sát WinCC - Kết hợp chạy thực tế trên mô hình - Viết báo cáo Lê Văn Quân: - Thi công lắp ráp mô hình cơ khí - Xây dựng thuật toán điều khiển trên nền C# - Viết chương trình xử lý quét thẻ từ RFID - Viết chương trình xử lý nhận dạng biển số xe - Viết chương trình giao tiếp máy tính với PLC thông qua OPC KEPServer - Kết hợp chạy thực tế trên mô hình - Viết báo cáo Xác nhận của Cán bộ hướng dẫn TP HCM, ngày….tháng … năm 2015 Sinh viên Lê Văn Quân Nguyễn Đình Lâm DANH SÁCH HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp, thành lập theo Quyết định số …………………… ngày ………………… của Hiệu trưởng Trường Đại học Bách khoa TP.HCM 1 ………………………………………… – Chủ tịch 2 ………………………………………… – Thư ký 3 ………………………………………… – Ủy viên LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, chúng em xin cảm ơn quý thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Điện- điện tử và bộ môn Tư động hóa đã tận tình và hết lòng truyền đạt những kiến thức cho chúng em trong suốt quãng thời gian chúng em học tập tại trường Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS Lương Văn Lăng Người thầy đã hết lòng giúp đỡ và theo sát chúng em trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn trong lớp DD11TD12-34 Những người bạn đã cùng học và giúp đỡ lẫn nhau trong suốt quá trình học tập và luận văn cuối khóa Cuối cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy phản biện và các thầy trong hội động bảo vệ luận văn đã dành thời gian để nhận xét và giúp đỡ chúng em trong quá trình bảo vệ luận văn Cuối lời, chúng em xin gửi lời chúc sức khỏe đến các thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Điện- điện tử và bộ môn Tư động hóa Tp.HCM, ngày … tháng … năm 2015 Sinh viên Lê Văn Quân Nguyễn Đình Lâm • Phát xung PWM với PLC S7-1200 DC/DC/DC: Để điều khiển tốc độ động cơ cho phù hợp với mô hình luận văn, thực hiện điều chế độ rộng xung PWM, thông qua cách cấu hình phần mềm trong Tia Portal Hình 4.23: Cấu hình phát xung PWM cho PLC S7-1200 DC/DC/DC Tần số phát xung tối đa của ngõ ra trên CPU là 100 KHz, cho SB là 20 KHz và 200 KHz , 1 SB tốc độ cao Những phần cần thiết để cấu hình: - Chức năng tạo xung: PWM hoặc PTO - Nguồn ngõ ra: trên CPU hoặc SB - Thời gian cơ sở: ms hoặc us - Định dạng độ rộng xung: phần trăm, phần ngàn, phần chục ngàn - Thời gian chu kỳ: nhập giá trị mỗi chu kỳ - Độ rông xung ban đầu: nhập giá trị độ rộng ban đầu Lệnh CTRL_PWM: tạo ra một dãy xung tuần hoàn Ngõ ra PWM hoạt động một cách liên tục sau khi được khởi động tại một tần số nhất định Độ rộng xung có thể được thay đổi theo yêu cầu 68 Bảng 4.1: Các thông số lệnh CTRL_PWM Lệnh CTRL_PWM chứa các thông số vào trong 1 DB Khi lấy khối lệnh ra thì một khối DB sẽ tự động được tạo ra Người dùng không được thay đổi các thông số khối DB nhưng chúng được điều khiển bởi lệnh CTRL_PWM Khi ngõ vào EN là TRUE lệnh CTRL_PWM bắt đầu hay dừng hoạt động PWM dựa vào ngõ vào ENABLE CPU xử lý yêu cầu khi lệnh CTLR_PWM được thực hiện, thông số BUSY sẽ luôn luôn thông báo FALSE Nếu có 1 lỗi được phát hiện, khi đó ENO được đặt về FALSE và thông số STATUS chứa một mã trạng thái STATUS=0: không có lỗi; STATUS=80A1: Bộ định danh PWM không ghi địa chỉ một PWM 4.2.2 Thuật toán điều khiển PLC từ máy tính 69 Hình 4.24: Thuật toán điều khiển PLC từ máy tính 70 Giải thích: 1 Thẻ từ được quét vào thiết bị đọc thẻ, thiết bị sẽ có được chuỗi dữ liệu gồm 7 mã ACSII để lên máy tính 2 Thiết bị gữi chuỗi mã ACSII và máy tính nhận dữ liệu 3 Từ chuỗi mã ACSII, rồi tiến hành truy cập cơ sở dữ liệu 4 Trong cơ sở dữ liệu, máy tính tiền hành kiểm tra xem mã thẻ đã tồn tại trước đó hay chưa? (có nghĩa là chiếc thẻ từ đã được quét trước đó và tiến hành quá trình gữi xe thành công, thì mã thẻ sẽ được lưu trong cơ sở dữ liệu và gắn liền với chiếc xe đó) 5 Nếu chiếc thẻ chưa được liên kết với chiếc xe nào trong bãi Hệ thống PLC sẽ ra lệnh cho khung nâng đưa camera tới vị trí xe vào 6 Quá trình chụp ảnh và nhận dạng biển số xe bắt đầu 7 Nếu nhận dạng ảnh sai (không thể chụp được hình, nhận dạng không đủ ký tự…) 8 Máy tính sẽ đưa ra lựa chọn: có muốn tiếp tục đưa xe vào hay nhận dạng lại một lần nữa? 9 Máy tính ra lệnh cho PLC đưa xe vào vị trí còn trống trong bãi xe 10 Nếu chiếc thẻ đã được liên kết với một chiếc xe nào đó trong bãi (đã được quét trước đó và đưa xe vào thành công) Hệ thống PLC sẽ ra lệnh cho khung nâng đưa camera tới vị trí xe hiện tại trong bãi 11 Quá trình chụp ảnh và nhận dạng biển số xe bắt đầu 12 Nếu biển số xe nhận dạng trùng với biển số xe lúc đưa vào? 13 Nếu biển số không giống thì máy tính đưa ra lựa chọn: tiếp tục lấy xe ra hay nhận dạng lại xe ra? 14 Máy tính ra lệnh cho PLC lấy xe ra khỏi bãi giữ xe 71 15 Nếu quá trình đưa xe vào hoặc lấy xe ra thành công 16 Máy tính sẽ cập nhật dữ liệu cho cơ sở dữ liệu 17 Nếu không thành công thì máy tính sẽ thông báo đã xãy ra lỗi trong quá trìnnh vận hành 4.2.3 Thiết kế giao diện người dùng 4.2.3.1 Giao diện nhận dạng biển số xe Hình 4.25: Giao diện nhận dạng biển số xe thiết kế trên C# Giao diện này giúp người dùng dễ dàng quan sát các hình ảnh chụp về từ camera, thực hiện nhận dạng biển số và hiển thị biển số cùng với mã thẻ được quét, thực hiện báo lỗi khi không nhận dạng được biển số xe Đồng thời dễ dàng quản lý: Xe vào bãi: biển số, mã thẻ, giờ vào, vị trí gửi; Xe ra bãi: biển số, mã thẻ, vị trí lấy, tiền gửi • Camera: hiển thị hình ảnh liên tực lấy từ Camera 72 • Hình chụp lúc xe ra vào: mỗi lần xe ra hay xe vào hệ thống đều chụp lại hình ảnh nhằm lưu vào hệ thống vào dùng để nhận dạng biên số xe, nên đây là vùng để hiển thị ảnh chụp đó • Ô hiển thị thông tin của xe: hiển thị đầy đủ thông tin liên quan đến chiếc xe đang ra hoặc vào bãi • Hình cắt biển số: là hình biển số được cắt ra khi đưa hình ảnh chụp chiếc xe vào hệ thống xử lý ảnh • Các nút bấm chức năng bao gồm: Chụp hình: chụp hình ảnh hiện tại từ camera để đưa vào hệ thống xử lý (công cụ phục vụ cho nhiệm vụ debug) Nhận dạng files: lấy hình ảnh từ trong máy tính để đưa vào xử lý ảnh (công cụ phục vụ cho nhiệm vụ debug) Cài đặt: hiển thị ra bảng cài đặt hệ thống như: kết nối cổng COM của RFID, kết nối camera, kết nối KEPServer, trạng thái plc, thông tin cơ sở dữ liệu… Công cụ Debug: là nút bấm phục vụ cho việc debug hệ thống xử lý ảnh Quản Trị viên: hiển thị ra cửa sổ điều khiển cấp cao, có thể thay đổi trực tiếp dữ liệu PLC cũng như dữ liệu trong cơ sở dữ liệu 4.2.3.2 Giao diện trang chủ bãi giữ xe ô tô tự động 73 Hình 4.26: Giao diện trang chủ bãi giữ xe ô tô tự động Giao diện trang chủ: mô tả chuyển động gần như đồng bộ thời gian với mô hình thực tế để trực quan với người dùng Các đèn báo hiển thị vị trí có xe, đồng thời hiển thị hình ảnh có xe ở vị trí đó cùng với biển số xe Có sơ đồ tóm tắt đơn giản quy trình hoạt động bãi giữ xe Quan trọng hơn, trên giao diện này ta quan sát được xe vừa mới vào bãi với các thông số: Vị trí, biển số, mã thẻ, giờ vào bãi Xe vừa mới ra bãi với các thống số: vị trí, biển số, mã thẻ, giờ vào bãi, giờ ra bãi và tiền gửi Đồng thời, có thêm các nút bấm được tích hợp trên trang chủ để điều khiển tay, bảng hiện thị trạng thái các cảm biến và động cơ, vị trí mà khung nâng đang đứng Bên cạnh đó, tạo ra các Mode để dễ dàng quản lý và giám sát: • Hệ thống quản lý: quản lý số lượng xe có trong bãi cùng với các thông tin liên quan như: biển số, mã thẻ, giờ vào, vị trí • Cảnh báo lỗi: hiện thị nhấp nháy khi có lỗi hệ thống, vào mode này dễ dàng nhận biết các lỗi được báo về • Hệ thống máy móc: hiện thị các kết nối, trạng thái hoạt động của động cơ, cảm biến, điện lưới… • Điều khiển tay: thực hiện thao tác điều khiển bằng các nút bấm để lấy xe ra hoặc gửi xe vào khi xảy ra lỗi (mode “cảnh báo lỗi” nhấp nháy) hoặc máy tính không nhận dạng được biển số xe hoặc người dùng mất thẻ từ 74 4.2.3.3 Giao diện hệ thống quản lý xe trong bãi Hình 4.27: Giao diện hệ thống quản lý xe trong bãi Giao diện này giúp người dùng dễ dàng quan sát số lượng xe có trong bãi, xe đang có ở vị trí nào, biển số, mã thẻ và giờ vào bãi Khi xảy ra sự cố khách hàng mất thẻ, lúc này khách hàng đọc biển số xe và người quản lý tìm trên giao diện này rất dễ dàng nhận ra xe của khách hàng đó đang ở vị trí nào cùng với các thông tin liên quan để dễ dàng xử lý cho khách lấy xe ra thông qua mode “điều khiển tay” 75 4.2.3.4 Giao diện cảnh báo lỗi hệ thống Hình 4.28: Giao diện cảnh báo lỗi hệ thống Khi xảy ra các lỗi hệ thống như: Khung nâng trượt vị trí ngang, khung nâng trượt vị trí dọc, khung nâng chưa nhận được xe, vị trí gửi chưa nhận được xe… Lúc này, hệ thống ngừng hoạt động và mode “Cảnh báo lỗi” nhấp nháy Người dùng bấm mode để vào giao diện cảnh báo lỗi hệ thống, xem xét lỗi hiện thị nhấp nhày và thực hiện khắc phục lỗi đó, vận hành lại hệ thống 76 4.2.3.5 Giao diện hệ thống máy móc Hình 4.29: Giao diện hệ thống máy móc Giao diện tổng quan về thiết bị sử dụng trong hệ thống Đồng thời, ta liên kết các đối tượng hình ảnh của từng thiết bị với các tag tương ứng, để khi thiết bị hoạt động thì các hình ảnh sẽ thay đổi theo Bênh cạnh đó, ta giám sát được trạng thái các cảm biến, động cơ, tốc độ động cơ, nhiệt độ phòng máy… 77 4.2.3.6 Giao diện chế độ điều khiển tay Hình 4.30: Giao diện chế độ điều khiển tay Khi khách hàng mất thẻ, việc thực hiện quét thẻ để lấy xe không thực hiện được Cách giải quyết lúc này khách hàng đọc biển số xe và chứng minh giấy tờ là xe của mình, sau khi người giám sát kiểm tra đúng có xe trong hệ thống Sử dụng chế độ điều khiển tay để mang xe ra cho khách đồng thời xóa dữ liệu được lưu trong SQL Server Ngoài ra, chế độ điều khiển tay cho phép thực hiện khác phục các lỗi hệ thống xảy ra, hoặc thực hiện mang xe ra vào bãi khi quá trình nhận dạng biển số không thành công 78 Chương 5 TỔNG KẾT 5.1 Kết quả đạt được - Xây dựng được mô hình cơ khí mô tả hoạt động của hệ thống bãi giữ xe xếp tầng - Điều khiển vị trí, tốc độ cho động cơ - Thực hiện được kết nối dữ liệu PC-OPC-PLC - Ứng dụng được công nghệ RFID kết hợp camera nhận dạng biển số xe, thể hiện sự tối ưu của tự động hóa - Thiết kế giao diện giám sát thân thiện, dễ sử dụng - Xây dựng thuật toán và lập trình cho hệ thống chạy ổn định 5.2 Kết luận Đề tài: “ Thiết kế và thi công mô hình bãi giữ xe ô tô tự động” là một mô hình thực tế Phần quan trọng của đề tài là thiết kế và thi công được mô hình bãi giữ xe ô tô cất và lấy xe một cách tự động có sử dụng hệ thống bảo mật bằng thẻ từ kết hợp nhận dạng biển số xe Để hoàn thành đề tài nhóm thực hiện đã sử dụng được những tính năng của PLC Siemens cũng như các thiết bị, OPC, phương pháp truyền gửi dữ liệu … Việc ứng dụng đề tài vào thực tế là rất cần thiết đối với tình hình thực tế hiện nay của nước ta tại các thành phố lớn Tuy nhiên, đề tài khi áp dụng thực tế cần xem xét đến kinh phí xây dựng vì việc thi công mô hình đòi hỏi kinh phí cao 5.3 Những hạn chế của đề tài và định hướng phát triển đề tài Để tối ưu hóa diện tích mặt bằng, chúng ta có thể xây dựng một hệ thống khung đôi, mỗi khung có nhiều tầng, khung nâng có thể lấy xe ở cả hai hướng Cơ cấu nâng gầm xe chưa thực sự hoàn hảo, bởi một số dòng xe có kích thước gầm khác xa so với các dòng xe thông thường Do đó, chúng em mong muốn phát triển cơ cấu nâng gầm thành cơ cấu nâng bánh Vì cơ cấu nâng bánh đảm bảo tính chính xác, và lúc khung nâng di chuyển xe ổn định hơn cơ cấu nâng 79 gầm Ngoài hệ thống nhận diện bằng thẻ từ kếp hợp nhận dạng biển số, chúng ta còn có thể phát triển hệ thống quản lý bằng dấu vân tay, kết hợp với hệ thống nhận diện bảng số Kết hợp hệ thống chuyển nguồn tự động ATS để phòng trường hợp mất điện lưới gây sự cố cho hệ thống Sử dụng nhiều cảm biến tăng thêm độ chính xác và tính an toàn cho hệ thống TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 Tài liệu tiếng Việt: [1] Nguyễn Đức Thành (2005) Đo lường và điều khiển bằng máy tính, nhà xuất bản đại học quốc gia TP.HCM [2] Trần Văn Hiếu (2015) Tự động hóa PLC S7-1200 với TIA PORTAL, nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật [3] Hoàng Minh Trí Tự động hóa quá trình công nghệ Khoa Điện-Điện tử, trường đại học Bách Khoa TP.HCM [4] Lương Mạnh Bá, Nguyễn Thanh Thủy (2002) Nhập Môn Xử lý ảnh số, nhà xuất bản khoa học và Kỹ thuật Tài liệu tiếng Anh: [5] S7-1200 System Manual [6] Getting started with S7-1200 [7] GMP Engineering Manual WinCC - Siemens [8] Using OPC in Visual Studio Tài liệu từ các Website: https://support.automation.siemens.com http://plcvietnam.com.vn/forum http://www.payitforward.edu.vn https://www.youtube.com/user/Siemens/videos 81