ĐỒ ÁN RỬA XE TỰ ĐỘNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIÊP TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÙI QUANG TÙNG HỆ THỐNG RỬA XE ÔTÔ TỰ ĐỘNG KHÓA LUẬN CỬ NHÂN TỰ ĐỘNG HÓA ĐÀ NẴNG, 2022 ` TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN Mục lụcLỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................. 5CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI ....................................................... 11. Xây dựng ý tưởng đề tài ......................................................................................... 12. Một số hệ thống rửa xe tự động ở nước ngoài. ...................................................... 42.1. Hệ thống rửa xe tự động CT919D. ................................................................. 42.2. Máy rửa xe tự động điều khiển DXC (B)740 ................................................. 52.3. Hệ thống rửa xe tự động CB 128 Karcher dùng ngoài trời. ............................ 63. Một số hệ thống rửa xe được sử dụng trong nước ................................................. 73.1. Hệ thống rửa xe tự động ở cảng Long Bình ..................................................... 73.2 Hệ thống rửa xe khách, xe bus tự động tại Phương Trang Đà Lạt .................... 83.3 Hệ thống rửa xe oto tự động GoGo ................................................................ 94. Dự kiến đề tài ......................................................................................................... 94.1 Giới thiêu phương pháp rửa xe oto ................................................................... 94.2 Các phương pháp rữa xe tự động .................................................................... 104.3 Tổng quan mô hình “Hệ thống rửa xe tự động”. ............................................. 10CHƯƠNG II. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ĐÃ SỬ DỤNG ................................ 111. Tổng quan về phần mềm Tia Portal ................................................................... 112. Các thành phần của TIA Portal........................................................................... 123. Các khối Block trong TIA Portal ........................................................................ 133.1.Khối OB (organization block) ......................................................................... 133.2.Khối FC (Funtion Block) ................................................................................ 133.3.Khối FB (Funtion Data Block) ........................................................................ 143.4.Khối DB (Data Block) .................................................................................... 144. Giám sát Wincc .................................................................................................. 15CHƯƠNG III: CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN, ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN ..... 171. Dự kiến các thiết bị cần sử dụng ........................................................................ 172. Phần chi tiết. ......................................................................................................... 172.1 Thiết bị cung cấp nguồn .................................................................................. 172.2 Lựa chọn thiết bị đầu vào ................................................................................ 192.3 Lựa chọn thiết bị relay và contactor modunl ................................................... 202.4 Lựa chọn thiết bị đầu ra ................................................................................... 212.5. Thiết bị điều khiển:......................................................................................... 23CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG MÔ HÌNH TRẠM RỬA XE TỰ ĐỘNG ................... 281. Thiết kế, lắp đặt phần cứng ................................................................................ 28Trường Đại học Duy Tân Đồ án Thiết kế Mô hình hệ thống rửa xe tự độngGVHD. Hoàng Ngọc Hà SVTH. Bùi Quang Tù

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

HỆ THỐNG RỬA XE ÔTÔ TỰ ĐỘNG

Chuyên nghành: Tự động hóa

GVHD: HOÀNG NGỌC HÀ SVTH: BÙI QUANG TÙNG LỚP: EDT2

MSSV: 24211716354

ĐÀ NẴNG, 2022

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đồ án này lời đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn tới các thầy - cô trong khoa Điện-Điện tử đã nhắc nhở, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho nhóm em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện đồ án

Đặc biệt, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy Hoàng Ngọc Hà đã tận tình chỉ dạy, hướng dẫn, không quản ngại khó khăn và thời gian để cùng nhóm chúng em hoàn thiện đề tài tâm huyết và ấp ủ Kiến thức được tiếp thu trong quá trình tìm hiểu nghiên cứu không chỉ là nền tảng giúp hoàn thành tốt đồ

án tốt nghiệp mà còn là hành trang quý báu để chúng em bước vào đời một cách vững chắc và tự tin

Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất song

do là bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận thực tế khoa học

kỹ thuật cũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi những sai sót nhất định mà bản thân chúng em còn chưa thấy được Vì vậy, chúng em mong nhận được góp ý, chỉ bảo và châm trước của các thầy cô và các bạn

Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô trong hội đồng Bảo vệ Đồ

Án đã bỏ thời gian quý báu của mình để đọc, nhận xét và duyệt đồ án của chúng em Cuối cùng em kính chúc các thầy, cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp cao quý

Xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 24 tháng 11 năm2022

Sinh viên thực hiện

Bùi Quang Tùng

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU 5

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI 1

1 Xây dựng ý tưởng đề tài 1

2 Một số hệ thống rửa xe tự động ở nước ngoài 4

2.1 Hệ thống rửa xe tự động CT-919D 4

2.2 Máy rửa xe tự động điều khiển DXC (B)-740 5

2.3 Hệ thống rửa xe tự động CB 1/28 Karcher dùng ngoài trời 6

3 Một số hệ thống rửa xe được sử dụng trong nước 7

3.1 Hệ thống rửa xe tự động ở cảng Long Bình 7

3.2 Hệ thống rửa xe khách, xe bus tự động tại Phương Trang Đà Lạt 8

3.3 Hệ thống rửa xe oto tự động Go&Go 9

4 Dự kiến đề tài 9

4.1 Giới thiêu phương pháp rửa xe oto 9

4.2 Các phương pháp rữa xe tự động 10

4.3 Tổng quan mô hình “Hệ thống rửa xe tự động” 10

CHƯƠNG II GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ĐÃ SỬ DỤNG 11

1 Tổng quan về phần mềm Tia Portal 11

2 Các thành phần của TIA Portal 12

3 Các khối Block trong TIA Portal 13

3.1 Khối OB (organization block) 13

3.2 Khối FC (Funtion Block) 13

3.3 Khối FB (Funtion Data Block) 14

3.4 Khối DB (Data Block) 14

4 Giám sát Wincc 15

CHƯƠNG III: CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN, ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN 17

1 Dự kiến các thiết bị cần sử dụng 17

2 Phần chi tiết 17

2.1 Thiết bị cung cấp nguồn 17

2.2 Lựa chọn thiết bị đầu vào 19

2.3 Lựa chọn thiết bị relay và contactor modunl 20

2.4 Lựa chọn thiết bị đầu ra 21

2.5 Thiết bị điều khiển: 23

CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG MÔ HÌNH TRẠM RỬA XE TỰ ĐỘNG 28

1 Thiết kế, lắp đặt phần cứng 28

1.1 Thết kế, lắp đặt phần cơ khí 28

1.2 Thiết kế, lắp đặt phần điện 28

2 Thiết kế, xây dựng phần mềm 31

2.1 Phân định địa chỉ vào ra cho PLC 31

2.2 Lập trình điều khiển hệ thống 32

2.3 Chương trình điều khiển 34

2.4 Thiết kế giao diện giám sát wincc 41

CHƯƠNG V: KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG MÔ HÌNH 43

1 Bảng theo dõi và đánh giá quá trình hoạt động của mô hình 43

2 Một số lỗi thường gặp, nguyên nhân và cách khắc phục 44

HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỒ ÁN 45

KẾT LUẬN 46

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

Mục lục ảnh

Hình 1: Hình ảnh người dân tham gia giao thông trong biển bụi [8] 1

Hình 2: Chiếc xe bám đầy bụi bẩn bên đừng [8] 1

Hình 3: Xe ngập úng sâu trong trận lụt tại Đà Nẵng [16] 2

Hình 4: Đường đi lầy lội sau lụt tại KCN Hòa Khánh [16] 2

Hình 5: Người dân khó khăn trong việc rửa những chiếc xe [16] 3

Hình 6: Rửa xe ngay trên đường quốc lộ [5] 3

Hình 7: Nước rửa xe chảy lênh láng xung quanh [5] 4

Hình 8: Hệ thống rửa xe tự động CT-919D 4

Hình 9: Máy rửa xe tự động CT-919D 5

Hình 10: Hệ thống rửa xe tự động CB 1/28 Kachar dùng ngoài trời 6

Hình 11: Hệ thống rửa xe thân thiện môi trường ở các cảng 7

Hình 12: Hệ thống rửa xe bus tự động tại Đà Lạt 8

Hình 13: Hình ảnh hệ thống rửa xe ô tô tự đông Go&Go 9

Hình 14: Sơ đồ khối hệ thống 10

Hình 15: Giao diện phần mềm TIA Portal 11

Hình 16: Thành Phần của TIA Portal 12

Hình 17: Khối OB trong TIA Portal 13

Hình 18: Giao diện khối FB 14

Hình 19: Giao diện khố FC 14

Hình 20 Giao diện khối DB 15

Hình 21: Hình ảnh bộ nguồn 24VDC 17

Hình 22: Hình ảnh bộ hạ áp LM2596 18

Hình 23: Cảm biến vật cản 19

Hình 24: Hình ảnh và cấu tạo của role trung gian 20

Hình 25: Cấu trúc role trung gian 20

Hình 26 Hình ảnh của động cơ giảm tốc [1] 21

Hình 27: Hình ảnh của máy bơm [1] 22

Hình 28: Mấy sấy khô [1] 22

Hình 29: Đai ốc vitme 23

Hình 30: Trục và giá đỡ vitm 23

Hình 31: PLC S7, CPU 1214C 27

Hình 32: Lắp đặt khung và các thiết bị lên khung 28

Hình 33: Sơ đồ đấu nối PLC 29

Hình 34: Sơ đồ đấu nối điều khiển vitme 29

Hình 35: Sơ đồ đấu dây động lực cho các thiết bị 30

Hình 36: Sơ đồ đấu dây cấp nguồn cho hệ thống 31

Hình 37: Địa chỉ đầu vào cho PLC 31

Hình 38: Địa chỉ đầu ra cho PLC 31

Hình 39: Lưu đồ thuật toán mô hình rửa xe tự động 33

Hình 40: Chương trình hàm main 35

Hình 41: Chương trình hàm bằng tay 36

Hình 42: Network1 hàm auto 36

Hình 43 Network2 hàm auto 37

Hình 44 Network3 hàm auto 37

Hình 45: Network4 hàm auto 38

Hình 46: Network5 hàm auto 38

Hình 47: Network hàm auto 39

Hình 48: Network7 hàm auto 39

Hình 49: Network7 hàm auto 40

Hình 50: Network8 hàm auto 40

Hình 51: Network9 hàm auto 41

Hình 52: Giao diện màn hình tổng quan trong wincc 41

Hình 53: Giao diện màn hình bằng tay trong wincc 42

Hình 54: Giao diện màn hình auto trong wincc 42

Mục lục bảng

Bảng 2: Thông số kỹ thuật máy bơm nước 24VDC 22

Bảng 3: phân loại CPU 1211C 24

Bảng 4: Phân loại CPU 1212 25

Bảng 5: Phân loại CPU 1214 26

Bảng 6: Phân loại CPU 1215 27

Bảng 7: Bảng theo dõi quá trình hoạt động của mô hình 43

LỜI NÓI ĐẦU

Sự phát triển nhanh chóng của khoa học – kỷ thuật, làm cho cuộc sống con người ngày càng văn minh và tiện lợi hơn Công nghệ tự động hóa được áp dụng trong hầu hết các lĩnh vực, không chỉ trong cộng nghiệp mà còn là trong đời sống hằng ngày Điều này làm cho cuộc sống con người ngày càng tiện lợi và chất lượng hơn

Phương tiện đi lại là một thứ không thể thiếu trong cuộc sống của mỗi người, từ

xe đạp, xe gắn máy và bây giờ là ôtô Việc áp dụng công nghệ tự động hóa giúp cho việc sản xuất ôtô càng dễ dàng và chất lượng hơn, cùng với đời sống con người ngày càng cải thiện, nhu cầu sử dụng ôtô ngày một nhiều Do vậy công nghệ tự động hóa cũng được áp dụng vào dịch vụ rửa xe để mang lại tính chuyên nghiệp, đáp ứng kịp nhu cầu tăng nhanh, tiết kiệm được thời gian và chi phí

Đối với nước ta thì dịch vụ này còn khá mới, chưa được áp dụng rộng rãi, do người dân còn ưa chuộng xe gắn máy hơn vì gọn nhẹ và giá cả thấp Nhưng trong tương lai, cùng với xu thế phát triển chung của thế giới, đất nước ta cũng sẽ ngày càng phát triển, việc này đi liền với giao thông vẫn tải cũng phát triển theo, đời sống vật chất cũng sẽ được nâng cao, lúc đó ôtô sẽ được sử dụng nhiều hơn và dần dần thay thế

xe gắn máy Khi đó nhu cầu sử dụng “rửa xe tự động” xe nhiều hơn và chỉ có nó mới đáp ứng kịp

Mô hình của em được xây dựng từ các mô hình tham khảo trên mạng Vì kiến thức còn hạn chế và thời gian tìm hiểu cũng không nhiều nên đồ án của em chưa thể phát huy hết ý tưởng của em vào trong mô hình rất hay này Mô hình “Rửa xe tự động” rất phức tạp về cơ khí và tốn nhiều kinh phí Ở đây em xin đưa ra một mô hình thu nhỏ của hệ thống và vì vậy mà hiệu quả sẽ không cao Chúng em rất mong được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong khoa

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI

1 Xây dựng ý tưởng đề tài

Việt Nam là một đất nước sử dụng phương tiện đi lại là ôtô, và xe gắn máy lớn Hầu hết mọi người sử dụng phương tiện cá nhân thay vì phương tiện công cộng vì sự tiện lợi và nhanh chóng Chính vì thế số lượng phương tiện di chuyển trên đường phố trong các khung giờ luôn khá đông Cùng với việc đất nước ta đang trên đà phát triển, quá trình đô thị hóa là một xu thế tất yếu, nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng, nhà cửa đường phố tăng nhanh Điều này, dẫn đến sự gia tăng các xe chở vật liệu xây dựng mang cát bụi tham gia giao thông, cộng với mật độ phương tiện tham gia giao thông lớn làm cho môi trường ô nhiễm nghiêm trong bởi khói bụi và nó ảnh hưởng trực tiếp đến người tham gia giao thông lẫn những cư dân sống quanh đó

(Nguồn: [8])

Hình 1: Hình ảnh người dân tham gia giao thông trong biển bụi [8]

Nhiều chiếc xe chỉ cần đổ bên đường một ngày đã bám đầy bụi bẩn

Hình 2: Chiếc xe bám đầy bụi bẩn bên đường [8]

Chưa kể sau đất nước ta là nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa Độ ẩm tương đối trung bình là 84% suốt năm Hằng năm, nước ta đón rất nhiều cơn mưa, lượng mưa

từ 1.200 đến 3.000 mm làm các con đường trở nên ngập úng, lầy lội, mà cơ sở hạ tầng giao thông nước ta vẫn còn nghèo nàn, cứ sau mỗi cơn mưa thì bùn đất từ các con đường bám vào xe là điều không tránh khỏi Đơn cử như “trận lụt lịch sử” tại Đà Nẵng vừa qua hàng loạt xe ôtô, xe gắn máy chết máy, bám đầy bùn đất nằm la liệt khắp các con đường, các garage, tiệm rửa xe luôn trong tình quá quá tải

(Nguồn [16])

Hình 3: Xe ngập úng sâu trong trận lụt tại Đà Nẵng [16]

Hình 4: Đường đi lầy lội sau lụt tại KCN Hòa Khánh [16]

Do đó, nhu cầu rửa xe của người dân ngày một cao, trong khi đó việc rửa xe thủ công tốn rất nhiều công lao động, tốn thời gian để rửa một chiếc xe nên vẫn chưa thể đáp ứng được nhu cầu đó

Hình 5: Người dân khó khăn trong việc rửa những chiếc xe [16]

Hình 6: Rửa xe ngay trên đường quốc lộ [5]

Chưa kể việc rửa xe tự phát của người dân vừa lộm nhộm, không đồng bộ, gây cản trở giao thông, mất mỹ quan đô thị, nước thải từ việc rửa xe không được thu gom

xử lý mà luôn xả trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm, mất hình ảnh trong mắt các du khách

Hình 7: Nước rửa xe chảy lênh láng xung quanh [5]

Nhận thấy những vấn đề trên, chúng em chọn đề tài” hệ thống rửa xe tự động” làm đề tài tốt nghiệp Vì nó vừa đáp ứng được nhu cầu rửa xe lớn, tiết kiệm được nhân công, thời gian, chi phí, luôn được kiểm tra và giám sát chất lượng Mong rằng nó có thể ứng dụng thực tế trong tương lai gần

2.1 Hệ thống rửa xe tự động CT-919D

+ Hình ảnh hệ thốngrửa xe tự động CT-919D

Hình 8: Hệ thống rửa xe tự động CT-919D

+ Thông số hệ thống

- Nguyên lý rửa: Chổi quay

- Gồm 2 chổi rửa bên hông, 1 chổi rửa nóc xe, 2 chổi rửa bánh xe

- Đảo chiều di chuyển chổi rửa trên ray

- Phun tự động

- Rửa gầm

- Phun xoay để tăng hiệu quả rửa

- Phun áp lực cao điều khiển từ bằng chương trình máy tính

- Truyền chuyển động bằng Thủy lực/ Điện/ Khí hoặc bằng xích

- Hệ thống sấy khô bằng khí nén

- Công suất 8Kw

- Điều khiển từ xa, điện 12V, tủ điều khiển 36V

- Lưu lương nước 120L/ph

- Thờ gian rửa trung bình 3 ph/xe

- Tiêu hao tính cho 1 xe: 0,2Kw điện, 100L nước

(Nguồn [12])

2.2 Máy rửa xe tự động điều khiển DXC (B)-740

+ Hình ảnh hệ thống rửa xe tự động CT-919D

Hình 9: Máy rửa xe tự động CT-919D +Thông số hệ thống

- Kích thước rửa xe lớn nhất (dài x rộng x cao) mm: 5500 x 1950 x 2000

- Diện tích mặt bằng (dài x rộng) mm: 25000 x 4500

- Loại xe : xe du lịch 4- 5 chỗ, xe du lịch 15 chỗ

- Tốc độ rửa: 60 chiếc/ giờ

- Lượng nước tiêu thụ: 120 lít/ chiếc

- Phương thức chuyền động: Chuyển động liên tục

2.3 Hệ thống rửa xe tự động CB 1/28 Karcher dùng ngoài trời

+ Hình ảnh hệ thốngrửa xe tự động CB 1/28 Karcher dùng ngoài trời

Hình 10: Hệ thống rửa xe tự động CB 1/28 Kachar dùng ngoài trời

+ Thông số hệ thống

- Chiều cao làm sạch: 2800 mm

- Chiều cao của hệ thống: 3700 mm

- Chiều ngang của hệ thống bao gồm 2 bàn chải bên: 4035 mm

- Lưu lương nước cấp: 50 lit/ phút/ 4- 6 bar

3 Một số hệ thống rửa xe được sử dụng trong nước

3.1 Hệ thống rửa xe tự động ở cảng Long Bình

Hình 11: Hệ thống rửa xe thân thiện môi trường ở các cảng Long Bình là cảng thủy nội địa nhưng có thể tiếp nhận phương tiện thủy nước ngoài chở hàng hóa có trọng tải đến 5.000 DWT vào, ra tại cảng Hàng ngày có một lượng lớn phương tiện ra vào cảng bốc xếp hàng hóa

Theo lãnh đạo cảng Long Bình, do trước khi vào cảng bánh xe dính đầy bùn đất đã vô tình làm cho hệ thống kho bãi bị vướng bẩn Khắc phục tình trạng này, trước đây cảng

đã bố trí người cầm vòi để xịt bánh mỗi khi xe ra vào Cách làm này vừa mang tính thủ công, vừa tốn nhân lực nhưng hiệu quả đem lại chưa cao

Mới đây cảng đã phối hợp với Công ty Cổ phần Yamaguchi Việt Nam lắp đặt

hệ thống trạm rửa xe tự động Với 11 chi tiết máy móc, hệ thống này có thể tiếp nhận rửa khoảng 300 xe/ngày Để lắp đặt hệ thống rửa xe tự động này chỉ cần diện tích mặt bằng khoảng 10m2 Khi cần di chuyển tới địa điểm khác cũng có thể thực hiện rất dễ dàng trong vòng 20 phút

(nguồn [10])

3.2 Hệ thống rửa xe khách, xe bus tự động tại Phương Trang Đà Lạt

Hình 12: Hệ thống rửa xe bus tự động tại Đà Lạt

• Kích thước khung máy (dài x rộng x cao): 2,400 x 4.500 x 5.000mm

• Diện tích lắp đặt (dài x rộng x cao): 18.000 × 6.000 × 6.000mm

• Kích thước xe áp dụng: 16 – 50 chỗ

• Số lượng chổi: 2 chổi đứng, 1 chổi trên nóc

• Chất liệu chổi: mút xốp

• Khung sườn: Sắt & Alu

• Thời gian rửa xe: 5’ – 8′

• Thùng nước yêu cầu: 5,000L

• Điện áp: 3 pha – 380V

• Tổng công suất: 5Kw/h

• Lượng nước tiêu thụ: 250L – 350L/xe

• Hóa chất rửa xe: tự động xả ra

• Hệ thống nước rửa: tự động theo từng loại xe

• Hệ thống tự động đếm xe rửa: có tích hợp sẵn

• Sản Xuất tại Việt Nam

(nguồn [15])

3.3 Hệ thống rửa xe oto tự động Go&Go

Hình 13: Hình ảnh hệ thống rửa xe ô tô tự đông Go&Go Thông số kỹ thuật:

 Lượng nước tiêu thụ: 250L

 Cảm biến điều khiển áp lực chổi

 Xuất xứ: Việt Nam

(nguồn 15]

4 Dự kiến đề tài

4.1 Giới thiêu phương pháp rửa xe oto

Hiện nay, do điều kiện kinh tế còn hạn chế, lẫn việc người dân ưu chuộng phương tiện cá nhân là xe máy nhiều hơn Cho nên hệ thống rửa xe tự động ở nước ta chưa được chú trọng phát triển (vốn đầu tư cao, nhu cầu chưa thực sự cao), thay vào

đó phương pháp “thủ công và bán tự động” đang được sử dụng nhiều hơn

 Thủ công: vốn đầu tư thấp, máy móc trang thiết bị đơn giản Tốn nhiều thời gian và nhân công

 Bán tự động: vốn đầu tư tương đối cao, máy móc trang thiết bị tương đối hiện đại, thay thế con người làm một số công đoạn, tiết kiệm thời gian và nhân công hơn nhưng chưa tuyệt đối

 Tự động: vốn đầu tư cao, trang thiết bị hiện đại, thay thế hoàn toàn nhân công và tiết kiệm thời gian

4.2 Các phương pháp rữa xe tự động

4.2.1 Yêu cầu công việc

 các thiết bị máy móc thay thế hoàn toàn nhân công

 phun nước cao áp, chát tẩy rữa, chổi, sấy, cảm biến

 làm sạch kỷ càng

 các công đoạn được kiểm tra giám sát

 có thể được lập trình, điều khiển

4.2.2 Các phương án xây dựng mô hình

 Phương án 1: xe đứng yên, hệ thống rửa xe tự di chuyển qua lại từ trước ra sau

và ngược lại, lần lượt thực hiện các công đoạn: phun nước, phun chất tẩy rửa,

cọ xe, phun nước làm sạch, sấy khô

o Ưu điểm: tiết kiệm diện tích bố trí

o Nhược điểm: hệ thống phải có bộ phận di chuyển mang theo toàn bộ các

bộ phận thực hiện các công đoạn, khó đạt tốc độ cao, thời gian rửa xe lâu

 Phương án 2: xe đặt trên một băng chuyền và di chuyển lần lượt qua các công đoạn rửa xe: phun nước, phun tẩy rửa, cọ, phun làm sạch, sấy

o Ưu điểm: thời gian nhanh hơn, các công đoạn được thực hiện riêng biệt đảm bảo được làm sạch hơn

o Nhược điểm: diện tích lắp đặt dài

 Vì lý do thuận tiện cho việc vận chuyển, lẫn về kinh phí nên đồ án sẽ được thực hiện theo phương án 1

4.3 Tổng quan mô hình “Hệ thống rửa xe tự động”

4.3.1 Sơ đồ khối mô hình “hệ thống rửa xe tự động”

4.3.2 Các thành phần vào ra

Hệ thống gồm:

- Đầu vào: Các cảm biến

- Đầu ra: Các động cơ chổi, máy bơm, hệ thống sấy, động cơ kéo vitme, động cơ chổi lau

- Nguồn: điện 24V, mạch hạ áp LM2596

- Mạch điều khiển: Bộ PLC s7-1200, cpu 1214C

Phun chất tẩy rửa

Lau sạch chất bẩn

Phun nước làm sạch

Cảm biến quang

Lau sạch chất bẩn

Phun nước làm sạch

Sấy khô

Xe ra

Hình 14: Sơ đồ khối hệ thống

CHƯƠNG II GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ĐÃ SỬ DỤNG

1 Tổng quan về phần mềm Tia Portal

TIA Portal là viết tắt của Totally Integrated Automation Portal, một phần mềm tích hợp của nhiều phần mềm quản lý vận hành và tự động hóa hệ thống điện Có thể hiểu một cách đơn giản, TIA Portal là phần mềm tự động hóa đầu tiên sử dụng cùng một môi trường/nền tảng để thực hiện các tác vụ và kiểm soát hệ thống

Hình 15: Giao diện phần mềm TIA Portal TIA Portal tạo ra một môi trường đơn giản để lập trình thực hiện các hoạt động sau:

 Thiết kế một giao diện thân thiện với người dùng với nhiều ngôn ngữ được hỗ trợ

 Quản lý phân quyền User, Code, Project tổng quát nói chung

 Thực hiện go online và Diagnostic cho tất cả các thiết bị trong dự án để phát hiện bệnh và lỗi hệ thống

sở dữ liệu chung để dễ quản lý, thống nhất cấu hình

o Giải pháp vận hành thiết bị nhanh chóng và hiệu quả, tìm và giải quyết vấn đề trong thời gian ngắn

o Tất cả các yếu tố: bộ lập trình PLC, màn hình HMI được lập trình và cấu hình trong TIA Portal, cho phép các chuyên gia tiết kiệm thời gian vận hành

và thiết lập giao tiếp giữa các thiết bị Chỉ với một biến số của bộ lập trình PLC được sử dụng trong màn hình HMI, kết nối được thiết lập mà không cần bất ký thao tác lập trình nào

o Màn hình HMI, kết nối được thiết lập mà không cần bất ký thao tác lập trình nào

lượng lưu trữ là rất lớn Các yêu cầu kỹ thuật cao của các lập trình viên và quản trị viên phải làm quen mới có thể sử dụng

Hiện tại có nhiều phiên bản phần mềm TIA Portal, chẳng hạn như: TIA Portal V14, TIA Portal V15, TIA Portal V16 và phiên bản mới nhất là TIA Portal V17 Tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng, người dùng quyết định cài đặt TIA Portal trong phiên bản phù hợp

(nguồn 14)

2 Các thành phần của TIA Portal

Phần mềm TIA Portal được Siemens phát triển với nhiều thành phần nhằm giúp người dùng quản lý và lập trình PLC và HMI một cách hiệu quả Các thành phần có trong TIA Portal như sau:

Hình 16: Thành Phần của TIA Portal

 Simatic Step 7 professional và Simatic step 7 PLCSIM: Giải pháp lập trình và

mô phỏng PLC S7-300, S&-400, Simatic S7-1200, Simatic S7-1500…

 Simatic WinCC Professional: Được dùng để lập trình màn hình HMI, và giao diện SCADA

 Cấu hình cho các Sinamicѕ Driᴠeѕ ᴠà chẩn lỗi dễ dàng

 Điều khiển truуền động đơn trục haу đa trục ᴠới hỗ trợ của SCOUT TIA, haу thư ᴠiện PID rất linh hoạt, thư ᴠiện Simatic Robot đầу đủ giúp chúng ta dễ thiết

kế, cấu hình ᴠà cài đặt nhanh 1 hệ thống

 Siriuѕ ᴠà Simocode: cấu hình ᴠà chẩn lỗi linh hoạt

 Quản lý hệ thống phân phối điện toàn diện

(nguồn [14])

3 Các khối Block trong TIA Portal

3.1 Khối OB (organization block)

Là khối hàm tổ chức của PLC, được hệ điều hành gọi theo chu kì và là giao diện giữa chương trình và hệ điều hành

Các khối hàm OB là khối hàm tổ chức trong PLC S7 1200, gồm một số các khối chính nên tập trung:

 Program Cycle OB: Khối vòng quét chương trình được thực hiện khi PLC ở chế độ RUN (ví dụ: OB1)

 Startup OB: Khối khởi động thực hiện 1 lần khi PLC chuyển từ chế độ STOP sang chế độ RUN

 Time delay interrupt: Khối ngắt thời gian trễ thực hiện sau một khoảng thời gian trễ định trước của một sự kiện (khối OB20)

 Cyclic interrupt: Khối ngắt theo chu kỳ thực hiện cứ sau một khoảng thời gian nhất định (ví dụ: OB30)

 Hardware interrupt: Khối ngắt phần cứng thực hiện khi có sự kiện ngắt đầu vào hoặc ngắt do Bộ đếm tốc độ cao (khối OB40)

 Time error interrupt: Khối ngắt lỗi thời gian thực hiện khi có lỗi về thời gian thực hiện vòng quét của PLC hoặc khi xảy ra lỗi liên quan đến bộ định thời Timer (khối OB80)

 Diagnostic interrupt: Khối ngắt chuẩn đoán thực hiện khi có một số lỗi phía bên ngoài () xảy ra (khối OB82)

Một FC có thể được gọi nhiều lần tại các thời điểm khác nhau trong một chương trình Việc sử dụng này làm đơn giản hóa sự lập trình của các tác vụ

Một FC không có khối mã dữ liệu (DB) liên quan FC sử dụng nhóm dữ liệu tạm thời được sử dụng để tính toán Dữ liệu tạm thời không được lưu lại (nguồn [15])

Hình 18: Giao diện khối FB 3.3 Khối FB (Funtion Data Block)

Khối hàm FB là một khối mã sử dụng một khối dữ liệu mẫu (DB) cho các thông số và dữ liệu tĩnh của nó Các FB có bộ nhớ biến được đặt trong khối

dữ liệu DB

(nguồn [15])

Hình 19: Giao diện khố FC 3.4 Khối DB (Data Block)

Khối dữ liệu (DB) chương trình để lưu trữ dữ liệu cho các khối mã Tất

cả các khối chương trình đều có thể truy xuất dữ liệu trong một DB toàn cục, nhưng một DB mẫu thì chỉ lưu trữ dữ liệu cho một khối hàm (FB) đăc trưng

Dữ liệu được lưu trữ trong một DB sẽ không bị xóa khi thực thi của khối mã có liên quan kết thúc

(nguồn [15])

Hình 20 Giao diện khối DB

4 Giám sát Wincc

Hệ thống Scada (Supervisory Control And Data Acquisition System) là một

hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu có tính tự động cao, tự động thực hiện các chức năng cơ bản

 Điều khiển (control)

 Hiển thị (display)

 Cảnh báo (alarm)

 Lưu trử (archieve)

 In ấn, thông báo (report)

Để xây dựng được như vậy cần phải có những phần mềm chuyên dụng và ở Việt Nam hiện nay, có một số phần mềm được sử dụng như: Wincc, Fix-intellution, wonderware, scitect, … trong đó Wincc của siemen được đánh giá cao và thông dụng nhất

Wincc (windows Control Center) là một phần mềm chuyên dùng để xây

dựng giao diện điều khiển (Human Machine Interface- giao diện người và máy), xử lý và lưu trử dữ liệu cho một hệ thống SCADA trên nền tảng Windows (WinNT, WinXP, WinVista32bit, …) Wincc là sản phẩm mà siemens đã thuê microsoft xây dựng và hiện tại bản mới nhất là bản WinCC7.0

và vì vậy mà WinCC đã được thường hưởng bí quyết của Siemens trên thực tế thì Wincc đã và đang được ứng dụng trên khắp các hệ thống của siemens trên toàn cầu, với chứ năng chính là thu thập số liệu, giám sát và điều khiển quá trình sản xuất

Với WinCC, người dùng có thể trao đổi dữ liệu với PLC với nhiều hãng khác nhau thông qua cổng COM với chuẩn RS232 của PC với chuẩn RS485 của PLC

(nguồn [16])

CHƯƠNG III: CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN, ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG

 Thiết bị relay và công tắc tơ

- Rơ le trung gian

2 Phần chi tiết

2.1 Thiết bị cung cấp nguồn

 Bộ nguồn 24vDC

- Bộ nguồn 24VDc với đầu vào 220V, đầu ra 24v DC, 1 chân tiếp đất

- Chỉnh lưu dòng xoay chiều từ lưới điện xoay chiều thành dòng 1 chiều cung cấp cho thiết bị, bảo vệ quá tải, quá áp, nhiệt độ cao

(nguồn [5])

Hình 21: Hình ảnh bộ nguồn 24VDC

 Bộ hạ áp LM2596 3A

Hình 22: Hình ảnh bộ hạ áp LM2596 Mạch giảm áp DC-DC Buck LM2596 3A có kích thước nhỏ gọn có khả năng giảm áp từ 30VDC xuống 1.5VDC mà vẫn đạt hiệu suất cao (92%), thích hợp cho các ứng dụng chia nguồn, hạ áp, cấp cho các thiết bị như camera, robot,

Thông số kỹ thuật:

 Điện áp đầu vào: Từ 3V đến 30V

 Điện áp đầu ra: Điều chỉnh được trong khoảng 1.5V đến 30V, sử dụng biến trở

2.2 Lựa chọn thiết bị đầu vào

2.2.1 Cảm biến phát hiện vật cản (E3F-DS30C4)

Hình 23: Cảm biến vật cản

 Cảm biến vật cản hồng ngoại E3F-DS30C4 dùng ánh sáng hồng ngoại để xác định khoảng cách tới vật cản cho độ phản hồi nhanh và rất ít nhiễu do sử dụng mắt nhận và phát tia hồng ngoại theo tần số riêng b iệt Cảm biến có thể chỉnh khoảng cách báo mong muốn thông qua biến trở, ngõ ra cảm biến ở dạng cực thu hở nên cần thêm 1 trở treo lên nguồn ở chân output khi sử dụng