BÁO cáo THỰC HÀNH mô HÌNH bãi đỗ XE tự ĐỘNG môn học thực hành điều khiển logic khả trình PLC điện khí nén

Các công nghệ đều được điều khiển tự động hóa bằng nhiều phần mềm khác nhau với mục đích chung là giúp con người thuận tiện trong khi làm việc.. Trong bài báo cáo này, sinh viên chúng em

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

Lời mở đầu

Trong thời kì công nghiệp hoá ngày càng phát triển của đất nước ta.

Và nhu cầu của con người ngày càng được cải thiện và nâng cao, khi đó việc áp dụng nền công nghiệp hoá, hiện đại hoá vào đời sống

là điều rất cần thiết và là cả một vấn đề để chúng ta quan tâm Phải nói rằng nền công nghiệp hoá, hiện đại hoá đã làm con người đỡ vất

vả và tạo điều kiện tốt để nước ta thúc đẩy quá trình hội nhập nền kinh tế thế giới Trong nền công nghiệp hoá, hiện đại hoá đó thì lĩnh vực tự động hoá cũng đóng góp một phần không nhỏ giúp con người tiết kiệm được sức lao động Các công nghệ đều được điều khiển tự động hóa bằng nhiều phần mềm khác nhau với mục đích chung là giúp con người thuận tiện trong khi làm việc Trong bài báo cáo này, sinh viên chúng em đã tiếp súc được phần nào với các công nghệ tiên tiến từ các linh kiện điện tử đơn giản đến các thiết bị

tự động có tính năng cao như: PLC, Biến tần , từ đó sinh viên có thể nhận biết một cách trực quan và thực tế hơn rất nhiều.

Trong thời gian làm Bài báo cáo đã giúp em có được những kinh nghiệm rất quý báu để làm hành trang cho công việc sau này Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của cô Phạm Thị Giang

và các bạn trong lớp Thực hành điều khiển logic khả trình Điện - Khí nén đã giành cho em những bài học quý báu.

PLC-Sinh viên thực hiện Nguyễn Hữu Duy

Bài báo cáo: Lập trình điều khiển, giám sát và mô phỏng bãi đỗ

xe là vô cùng nghiêm trọng Giao thông tĩnh ở các thành phố lớn như HàNội, TP Hồ Chí Minh, Đà Nẵng hiện nay đang là một bài toán khó và cầngiải quyết ngay Hàng ngày, hàng giờ chúng ta vẫn thường xuyên đượcnghe những thông tin về tình trạng tắc đường tại các tuyến phố, đặc biệttrong những giờ cao điểm

Và một trong những nguyên nhân gây ra tình trạng đó là việc đỗ, dừng xekhông đúng nơi quy định Các điểm đỗ, dừng xe được tận dụng ở mọi chỗ,mọi nơi: trên vỉa hè, lòng đường, công viên các nơi không phép… điều đóảnh hưởng không nhỏ đến giao thông nội đô và mỹ quan đô thị Chính vìvậy việc áp dụng các mô hình bãi đỗ xe thông minh công cộng để giảiquyết tình trạng khan hiếm chỗ để xe là vô cùng cần thiết đối với các đôthị lớn của nước ta

2 Giải quyết vấn đề

Để giải quyết vấn đề chỗ đỗ xe trong đô thị, nhiều nước trên thế giới sửdụng hệ thống nhà đỗ xe nhiều tầng tự động, phổ biến như Nhật Bản, HànQuốc, Ấn Độ, Singapore,Trung Quốc, Mỹ và các nước Châu Âu, Tạicác nước này đã có nhiều công ty chủ yếu kinh doanh bãi đỗ ô tô nhiềuloại, trong đó hệ thống đỗ nhiều tầng tự động được sử dụng rất phổ biến.Các công ty sản xuất hệ thống đỗ xe tự động làcác nhà chế tạo, không trựctiếp kinh doanh bãi đỗ xe mà chỉ cung cấp và lắp đặt thiết bị cho các nhàđầu tư Ngoàira, còn các hệ thống các công ty sản xuất các thiết bị phụtrợnhư: hệ thống lấy vé tự động đọc thẻ, trả tiền tự động.So với các bãi đỗ xekiểu truyền thống, những lợi ích của một bãi đỗ xe tự động không chỉ là

mình bị xô xát, va đụng, trầy xước bởi nơi đỗ xe được cách ly hoàn toànvới bên ngoài.

Hệ thống đỗ xe tự động là loại thiết bị mang tính kỹthuật cao, áp dụng hòahợp các nguyên lý chung của hệ thống thang máy và hệ thống xếp dỡ tựđộng và hệ thốnglưu kho tự động mà hàng hóa là ô tô và có độ chính xácnhất định Trong hệ thống này xe được lưu giữ ở các ô (Block parkings)dưới mặt đất hoặc trên cao Để thực hiện việc lưu giữ này hệ thống sửdụng các thiết bị nâng chuyển Đây là thiết bị có thể có chuyển động theocác phương sau: phương ngang, phương đứng, phương chuyển động xoayvới độ chính xác và an toàn cao Hoạt động của các máynâng chuyển đượcđiều khiển bởi máy tính Máy tính quảnlý toàn bộ hoạt động của hệ thốngnhư: số lượng xe hiện đang gửi, số chỗ trống còn lại, trạng thái tại các ôlưu trữ, …

II Mục đích, yêu cầu

1 Mục đích

1.1 Về kiến thức

- Hướng dẫn lập chương trình điều khiển PLC S7-1200 trên phần mềm TIA Portal

- Hướng dẫn sinh viên thiết kế giao diện giám sát trên phần mềm SKtool

- Thực hiện mô phỏng, giám sát trên màn hình HMI Samkoon qua phần mềm TIA Portal

* Sinh viên cần nắm được:

 Hiểu yêu cầu công nghệ của bài

 Sử dụng phần mềm TIA Portal

 Lập trình chương trình PLC S7 1200 cho công nghệ trên

 Thiết kế giao diện giám sát điều khiển

 Kết nối mô phỏng chương trình điều khiển, giám sát để mô phỏng hệthống

II Giới thiệu mô hình

Mô hình bãi đỗ xe thông minh

*Các thiết bị

 PLC Siemens Simatic S7-1200: CPU 1214C DC/DC/DC với kích

thước nhỏ gọn chứa mười bốn đầu vào kỹ thuật số 24VDC, mười đầu

ra kỹ thuật số 24VDC, hai đầu vào tương tự có phạm vi 0- 10 VDC,CPU 1214C DC/DC/DC có một nguồn cung cấp 20,4- 28,8VDC

 HMI: Màn hình HMI Samkoon 070HS với các đặc điểm: có cổng

Ethernet hỗ trợ kết nối PLC Siemens S7-1200, Modbus TCP/IP

 Module đọc thẻ RFID: Bộ thiết bị RFID cơ bản bao gồm một ăng ten

hoặc một cuộn dây, một bộ thu phát (đi cùng với bộ giải mã) và một thẻRF

 Mạch Arduino: Để đọc mà thẻ và hiển thị mã thẻ, thời gian thực lên

LCD tại cổng vào, đọc mã thẻ và hiển thị thời gian thực, tính giá tiền vàhiển thị giá tiền tại cổng ra

 Động cơ điện 1 chiều (có giảm tốc).

 Module chia mạng: Để kết nối các thiết bị.

III Yêu cầu công nghệ

 Bật aptomat cấp nguồn cho mạch

Trên màn hình điều khiển chọn nút ấn Run để cấp nguồn sẵn sàng choquá trình làm việc => đèn xanh sáng , trên màn hình hiển thị 2 chế độlàm việc là chế độ Auto và chế độ Manual ta chọn chế độ muốn thựchiện

 Chế độ Manual:

- Cổng vào:

Khi ấn nút ấn 1 động cơ 1 nhận tín hiệu quay nâng barrie lên mở cửacho xe đi vào khi gặp sensor 1 thì động cơ dừng hoạt động

Khi ấn nút ấn 2 động cơ 1 nhận tín hiệu quay hạ barrie xuống đóngcửa lại khi gặp sensor 2 thì động cơ dừng hoạt động.

Tại thời điểm quẹt thẻ vào bộ điều khiển đọc giá trị thời gian thựcthời gian vào, mã thẻ hiển thị lên LCD

- Cổng ra:

Khi ấn nút nhấn giả lập quẹt thẻ tại ULD 2 trên HMI có tín hiệu đúngđộng cơ nhận tín hiệu quay nâng barrie lên khi gặp sensor 3 động cơdừng sau 5s động cơ quay hạ barrie xuống gặp sensor 4 thì động cơdừng hoạt động

Tại thời điểm quẹt thẻ ra bộ điều khiển đọc thời gian thực tại thờiđiểm ra và tính tiền hiển thị lên LCD

Đếm số lượng xe trong bãi, điều khiển giám sát hệ thống từ màn hìnhHMI

IV Lập trình và chọn cấu hình thiết bị

2 Lập trình trên phần mềm TIA Portal

Bảng trạng thái I/0

 Input

Name Data type Address Comment

 Output

Open Barrie 1 Bool %Q0.0 Barrie 1 mởClose Barrie 1 Bool %Q0.1 Barrie 1 đóngOpen Barrie 2 Bool %Q0.2 Barrie 2 mởClose Barrie 2 Bool %Q0.3 Barrie 2 đóng

chỗ

3 Xây dựng chương trình điều khiển trên TIA Portal

 Bước 1: Chạy phầm mềm TIA Portal  Create new project  Đặt tên

 Bước 2: Add new device  PLC S7 12000 CPU  OK.

 Bước 3: Chọn Permit access with Put/Get  Cho phép PLC truyền và nhận tín hiệu.

 Bước 4: Cấu hình thiết bị phần cứng PLC trên TIA Portal: Bật chế độ

PWM/PTO trong cài đặt phần cứng để sử dụng và sử dụng hai chân PWM1 và PWM2 để điều khiển động cơ 1chiều, cho phép chức năng PUT/GET được hoạt động để link với HMI.

 Bước 5: Lập chương trình điều khiển trên phần mềm TIA Protal

- Network 1: Chọn chế độ Manual hoặc Auto

Tiếp điểm thường mở START HMI lên mức 1 đầu ra START có điện, tiếp điểm thường mở START duy trì

 MANUAL HMI lên mức 1 đầu ra MANUAL có điện (hệ thống chạy ở chế độ bằng tay)

 AUTO HMI lên mức 1 đầu ra AUTO có điện (hệ thống chạy ở chế

độ tự động)

- Network 2: Hành trình mở của barrie 1

 Hoạt động ở chế độ Manual: tiếp điểm thường mở OPEN IN HMIlên mức 1 đầu ra OPEN BARRIE 1 có điện (barrie đi lên)

 Hoạt động ở chế độ Auto: Cảm biến vào tác động, tiếp điểm thường

mở IN lên mức 1 đầu qua “OPEN BARRIE 1” có điện (barrie đilên)

- Network 3: Hành trình đóng của barrie 1

- Hoạt động ở chế độ Manual: tiếp điểm thường mở “CLOSE IN HMI”lên mức một đầu ra “CLOSE BARRIE 1 có điện” (động cơ dừng)

- Hoạt động ở chế độ Auto: 5s sau khi SENSOR 1 tác động, đầu ra

“CLOSE BARRIE 1” có điện

- Network 4: Sử dụng khối lệnh CTRL_PWM để băm xung cho động

cơ DC_IN hoạt động

- Network 5: Hành trình mở barrie 2 ( tương tự barrie 1).

- Network 6: Hành trình đóng barrie 2 ( tương tự barrie 1).

- Network 7: Sử dụng khối lệnh CTRL_PWM để băm xung cho động cơ DC_OUT hoạt động

- Network 8: Đếm số xe trong bãi

- Network 9: Đếm số chỗ còn trống

Network 10: Số xe trong bãi là 10 thì sẽ hết chỗ và sẽ hiện đèn đỏ

Network 11: Số xe trong bãi nhỏ hơn 10 thì còn chỗ đèn sẽ xanh

4 Thiết kế giao diện HMI trên SKTool

*Tạo Project mới:

Vào file chọn New project -> Đặt tên file, chọn thư mục lưu

Bấm Next -> thay đổi như hình dưới

Tạo nút ấn chọn Bit switch

Gán biến cho nút ấn viết địa chỉ tại mục While Address (Các nút bấm saulàm tương tự)

Đặt tên nút tại mục Appearance

Tạo đèn báo: Chọn Bit lamp

Các bước tiếp theo làm tương tự nút ấn

Kết quả cuối cùng ta được:

5 Sơ đồ đấu nối

6 Vận hành

Thực nghiệm mô hình bãi đỗ xe ô tô tự động:

Quẹt thẻ xe vào cổng vào hiển thị mã thẻ, nâng barie cổng vào cho xe vàobãi

Hiển thị số lượng xe lên màn hình giám sát HMI

Quẹt thẻ ra, hiển thị thời gian vào ra bãi, tính tiền phí gửi xe

7 Kết luận và rút kinh nghiệm

Hệ thống quản lý bãi đỗ xe thông minh đã và đang rất phổ biến trên thế giới,đặc biệt ở các thành phố hiện đại, ở các khu trung tâm tài chính, thương mại,

đất nước đang phát triển và rất năng động, chúng ta luôn luôn mong muốn ápdụng các công nghệ hiện đại vào để phát triển kinh tế đất nước.

Do có tính khả dụng rất cao và hiệu quả tuyệt đối, một lợi ích không thể phủnhận đó là tính đảm bảo an ninh của hệ thống đem lại cho nhà quản lý: khôngthể có trường hợp mất trộm xe khi trong trường hợp người gửi xe vô tình làmmất vé gửi xe Một hệ thống hoàn chỉnh với thiết bị được thiết kế đẹp, gọngàng, hiện đại sẽ là những điểm nhấn về công nghệ cho các khu tổ hợp vănphòng, trung tâm thương mại, trường học và chung cư cao cấp hiện nay

Mô hình thực hành bãi đỗ xe tự động là một mô hình mang nhiều tính thựctiễn, hơn hết giúp sinh viên áp dụng được những kiến thức đã được học vềPLC Qua quá trình tìm hiểu, lắp đặt dưới sự hướng dẫn của giảng viên đãgiúp em hiểu ra được nhiều kiến thức bổ ích