ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG MÔ HÌNH BÃI ĐỖ XE THÔNG MINH XOAY VÒNG KIỂU ĐỨNG

kế điều khiển hệ thống mô hình bãi đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng” Do khả năng và kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án không thể tránh khỏi sai xót.. Tại các nước này

THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG MÔ HÌNH BÃI ĐỖ XE

THÔNG MINH XOAY VÒNG KIỂU ĐỨNG

Trưởng bộ môn : PGS.TS Tạ Cao Minh

Giáo viên hướng dẫn : THS Phan Thị Huyền Châu

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Cảnh

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: Tên đề tài do em tự thiết kế dưới sự hướng dẫn của cô giáo THS Phan Thị Huyền Châu Các số liệu và kết quả là hoàn toàn đúng với thực tế

Để hoàn thành đồ án này em chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh mục tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác Nếu phát hiện có

sự sao chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Hà Nội, ngày 29 tháng 5 năm 2019 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Cảnh

MỤC LỤC

Contents

DANH MỤC HÌNH VẼ 6

DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU 8

LỜI NÓI ĐẦU 9

CHƯƠNG 1: 1

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Các lọai hình bãi đỗ xe tự động 2

1.2.1 Hệ thống đỗ xe tự động kiểu thang máy 2

1.2.2 Hệ thống đỗ xe tự động kiểu xếp hình 3

1.2.3 Hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng 4

1.2.4 Hệ thống đỗ xe tự động kiểu Cycle Parking 5

1.2.5 Hệ thống đỗ xe tự động kiểu thang nâng di chuyển 6

1.2.6 Hệ thống đỗ xe tự động kiểu xoay vòng trục đứng 7

1.3 Ưu điểm của các hệ thống bãi đỗ xe tự động 7

1.4 Nhược điểm của các hệ thống bãi đỗ xe tự động 8

Chương 2: 10

THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CHO MÔ HÌNH HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE XOAY VÒNG KIỂU ĐỨNG 10

2.1 Cấu tạo mô hình hệ thống bãi đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng 10

2.2 Đặc tính phụ tải của hệ thống bãi đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng 11

2.2.1 Phụ tải có tính chất thế năng 11

2.2.2 Hệ thống làm việc ở chế độ ngắn hạn 13

2.2.3 Sự thay đổi chế độ làm việc của động cơ 13

2.3 Tính chọn động cơ 13

CHƯƠNG 3: 18

PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN 18

3.1 Thiết kế lắp đặt vị trí các cảm biến trên hệ thống 18

3.1.1 Phương án sử dụng cảm biến màu 18

3.2.2 Phương án sử dụng cảm biến tiệm cận 22

CHƯƠNG 4: 29

XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG 29

4.1 Sơ đồ điều khiển 29

4.2 Khối đầu vào 29

4.2.1 Hộp quét thẻ RFID 29

4.2.2 Thuật toán xử lý phần quét thẻ RFID 31

4.3 Khối xử lý PLC 33

4.3.1 Giới thiệu PLC 33

4.3.2 Liệt kê các biến vào, ra 35

4.3.2 Chương trình xử lý PLC 36

4.4 Giám sát và điều khiển trên HMI Mitsubishi 38

4.4.1 Giới thiệu phần mềm lập trình HMI 38

4.4.2 Cấu hình trong GT Designer 3 38

4.4.3 Các module chức năng trong GT Designer 3 39

4.4.4 Kết nối giao diện GT Designer 3 với PLC 40

KẾT LUẬN 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

PHỤ LỤC 47

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 1 Tình trạng dừng đỗ xe trên vỉa hè và lòng đường 1

Hình 1 2 Mô hình đỗ xe tự động kiểu thang máy 3

Hình 1 3 Mô hình hệ thống đỗ xe tự động dạng xếp hình 3

Hình 1 4 Hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng 4

Hình 1 5 Hệ thống đỗ xe tự động kiểu Cycle Parking 5

Hình 1 6 Hệ thống đỗ xe tự động kiểu thang nâng di chuyển 6

Hình 1 7 Hệ thống đỗ xe tự động kiểu xoay vòng trục đứng 7

Hình2 1 Hình ảnh bãi đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng 10

Hình2 2 Đồ thị biểu diễn nâng hạ tải khi đầy tải bên trái và không tải bên phải 12

Hình2 3 Đồ thị đặc tính cơ của động cơ 12

Hình2 4 Các chế độ làm việc của động cơ 13

Hình 3 1 Cảm biến màu SICK CS8 18

Hình 3 2 Vị trí gắn các cảm biến màu 19

Hình 3 3 Hình ảnh cảm biến tiệm cận 22

Hình 3 4 Vị trí đặt 3 cảm biến để xác định số Pallet 23

Hình 3 5 Pallet số 1 không gán thêm miếng kim loại 24

Hình 3 6 Pallet số 2 sau khi gắn thêm miếng kim loại 24

Hình 3 7 Pallet số 3 sau khi gắn thêm miếng kim loại 25

Hình 3 8 Pallet số 4 sau khi gắn thêm miếng kim loại 25

Hình 3 9 Pallet số 5 sau khi được gắn thêm các miếng kim loại 26

Hình 3 10 Pallet số 6 sau khi được gắn thêm các miếng kim loại 26

Hình 3 11 Pallet số 7 sau khi được gắn thêm các miếng kim loại 27

Hình 3 12 Pallet số 8 sau khi được gắn thêm các miếng kim loại 27

Hình 3 13 Vị trí lắp đặt cảm biến số 4 28

Hình 4 1 Sơ đồ khối điều khiển 29

Hình 4 2 Hình ảnh hộp quét thẻ RFID 30

Hình 4 3 Sơ đồ đấu dây của hộp quét thẻ RFID 31

Hình 4 4 Cấu trúc của bộ điều khiển PLC 34

Hình 4 5 Giao diện làm việc trên GT Designer 3 39

Hình 4 6 Giao diện giám sát hệ thống ở màn hình chính 41

Hình 4 7 Giao diện giám sát trạng thái của các Pallet 42

Hình 4 8 Màn hình giao diện điều khiển động cơ thuận, ngược 43

DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU

Bảng2 1 Thông số của 1 số hãng xe hơi Error! Bookmark not defined Bảng2 2 Thông số động cơ kiểu MTH 411-6 Error! Bookmark not defined Bảng 4 1 Bảng địa chỉ các biến đầu vào Error! Bookmark not defined Bảng 4 2 Bảng địa chỉ các biến đầu ra Error! Bookmark not defined.

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây với sự phát triển kinh tế xã hội của Việt Nam, lượng phương tiện giao thông đã tăng một cách nhanh chóng Phương tiện cá nhân tăng lên, đòi hỏi diện tích đất dành cho bãi đỗ xe cũng phải tăng theo Tuy nhiên, tại các thành phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Cần Thơ việc đáp ứng yêu cầu quỹ đất này ngày càng

tỏ ra không khả thi do giá trị đất đang tăng nhanh,và nhu cầu đất cho các mục đích quan trọng khác cũng đang thiếu

Hiện nay tại các khu vực trung tâm thành phố lớn, số ô tô phần lớn dừng đỗ trên vỉa

hè, lòng đường gây cản trở giao thông Để giải quyết vấn đề và đi theo xu thế phát triển của thế giới, các bãi xe tự động với nhiều loại hình khác nhau được ra đời Với hệ thống đỗ xe

tự động khi được đưa vào sử dụng sẽ mang lại rất nhiều lợi ích cho xã hội, giảm thiểu vấn

đề cản trờ giao thông, cảnh quan thành phố và đặc biệt là tiết kiệm thời gian cho người sử dụng ô tô

kế điều khiển hệ thống mô hình bãi đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng”

Do khả năng và kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án không thể tránh khỏi sai xót Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy, cô giáo

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình, chỉ dạy của cô giáo hướng dẫn THS Phan Thị Huyền Châu , các thầy cô trong bộ môn Tự động hoá và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình làm đồ án tốt nghiêp

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 29 tháng 5 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Cảnh

tỏ ra không khả thi do giá trị đất đang tăng nhanh,và nhu cầu đất cho các mục đích quan trọng khác cũng đang thiếu

Hiện nay tại các khu vực trung tâm thành phố lớn, số ô tô phần lớn dừng đỗ trên vỉa

hè, lòng đường gây cản trở giao thông (Hình 1.1)

Để giải quyết vấn đề chỗ đỗ xe trong đô thị, nhiều nước trên thế giới sử dụng hệ thống nhà đỗ xe nhiều tầng tự động, phổ biến như Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ, Singapore, Trung Quốc, Mỹ và các nước Châu Âu Tại các nước này đã có nhiều công ty chủ yếu kinh doanh bãi đỗ ô tô nhiều loại, trong đó hệ thống đỗ nhiều tầng tự động được sử dụng rất phổ Hình 1 1 Tình trạng dừng đỗ xe trên vỉa hè và lòng đường

biến Các công ty sản xuất hệ thống đỗ xe tự động là các nhà chế tạo, không trực tiếp kinh doanh bãi đỗ xe mà chỉ cung cấp và lắp đặt thiết bị cho các nhà đầu tư Ngoài ra, còn các

hệ thống các công ty sản xuất các thiết bị phụ trợ như: hệ thống lấy vé tự động đọc thẻ, trả tiền tự động

So với các bãi đỗ xe kiểu truyền thống, những lợi ích của một bãi đỗ xe tự động không chỉ là nhanh chóng và tiện lợi Bạn sẽ không còn phải lo lắng chiếc xe của mình bị

xô xát, va đụng, trầy xước bởi nơi đỗ xe được cách ly hoàn toàn với bên ngoài

Hệ thống đỗ xe tự động là loại thiết bị mang tính kỹ thuật cao, áp dụng hòa hợp các nguyên lý chung của hệ thống thang máy & hệ thống xếp dỡ tự động và hệ thống lưu kho

tự động mà hàng hóa là ôtô và có độ chính xác nhất định.Trong hệ thông 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 sử dụng các thiết bị nâng chuyển Đây là thiết bị có thể có chuyển động theo các phương sau: phương ngang, phương đứng, phương chuyển động xoay với độ chính xác và

an toàn cao Hoạt động của các máy nâng chuyển được điều khiển bởi máy tính Máy tính quản lý toàn bộ hoạt động của hệ thống như: số lượng xe hiện đang gửi, số chỗ trống còn lại, trạng thái tại các ô lưu trữ, …

1.2 Các lọai hình bãi đỗ xe tự động

1.2.1 Hệ thống đỗ xe tự động kiểu thang máy

Với hệ thống đỗ xe tự động dùng thang máy, lái xe sẽ đưa xe vào buồng thang máy, thang nâng xe đến tầng đỗ xe, lái xe đưa xe ra khỏi thang máy và lái xe vào vị trí đỗ xe

Hình 1 2 Mô hình đỗ xe tự động kiểu thang máy

Đặc điểm đỗ xe tự động kiểu thang máy:

- Tiết kiệm diện tích đường di chuyển nội bộ của xe khi lên xuống giữa các tầng bên trong

bãi đỗ xe, tuy nhiên vẫn tốn diện tích di chuyển cho xe trong từng tầng

- Tốc độ nâng hạ chậm do có xe và người với hệ thống 1 thang máy thì thời gian lấy xe

Hệ thống đỗ xe tự động - dạng xếp hình là loại giải pháp kỹ thuật trong đó xe được đặt trên các bàn nâng chuyển (pallet), các pallet này di chuyển nâng hạ theo trục thẳng đứng và di chuyển ngang để đưa các xe vào hoặc ra Hệ thống được lập trình để chọn cách thức di chuyển xe sao cho có thể lấy xe ra nhanh nhất Đây là loại thiết bị rất hiệu quả cho các diện tích nhỏ và trung trên mặt đất hoặc ngầm dưới đất, có thể lắp được tối đa

5 tầng

Những đặc điểm nổi bật của hệ thống này gồm:

- Tận dụng chỗ trống trên mặt đất để đỗ xe, tuy nhiên phải chừa trống một cột để xếp hình (ngoại trừ vị trí cao nhất)

- Điểm xe vào từ dưới tầng thấp nhất

- Tùy thuộc vào mặt bằng cho phép lắp đặt tối đa tầng để tăng tối đa diện tích đỗ xe,

có thể lắp theo chiều ngang hoặc xếp theo chiều dài tùy thuộc diện tích thực tế cho phép

- Luôn luôn phải thiết kế chừa 1 cột trống để xếp hình (tức 1 vị trí trống cho mỗi tầng)

1.2.3 Hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng

Đặc điểm:

- Cơ động, tiết kiệm diện tích

- Có thể xoay thuận chiều hoặc ngược chiều kim đồng hồ (hoặc 1 chiều)

- Dễ tháo lắp

Hình 1 4 Hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng

- Không thích hợp cho loại xe có kích thước trung – lớn

- Do giá thành cao nên sử dụng không phổ biến, phần lớn lắp đặt ở các khu đất tạm

sử dụng (sau đó tháo dỡ đi)

- Hệ thống đỗ xe tự động hệ thống xoay vòng đứng chỉ phù hợp với xe kích thước nhỏ (xe 4 chỗ) không thích hợp cho xe kích thước lớn

1.2.4 Hệ thống đỗ xe tự động kiểu Cycle Parking

- Số lượng xe tối ưu của hệ thống: 6-38 xe

- Điều khiển đơn giản với màn hình cảm ứng

- Phù hợp cho các công trình tòa nhà có qui mô đỗ xe nhỏ

- Hình dạng khu đất thường là hình chữ nhật với 1 cạnh ngắn và 1 cạnh dài

1.2.5 Hệ thống đỗ xe tự động kiểu thang nâng di chuyển

Hình 1 6 Hệ thống đỗ xe tự động kiểu thang nâng di chuyển

Đây là loại thiết kế hữa hiệu sử dụng nguyên lý cần trục xếp dỡ, cùng lúc vận hành chiều lên xuống và chiều ngang để đưa xe vào vị trí đỗ Thời gian lấy xe ra vào nhanh, có thể tận dụng diện tích ngầm dưới lòng đất của toà nhà Loại hệ thống này thích hợp cho diện tích

đỗ xe cỡ trung và lớn

Đặc điểm của hệ thống đỗ xe tự động tháp nâng di chuyển

- Điều khiển đơn giản với màn hình cảm ứng

- Hệ thống lắp ngầm hoặc nổi

- Do 1 hệ thống cơ khí vừa có chức năng nâng hạ, vừa có chức năng di chuyển nên rất nhanh hỏng, phải đầu tư chi phí bảo dưỡng & thay thế thường xuyên, thời gian lấy xe ra khá lâu do phải xử lý từng lệnh ra hoặc vào

- Hệ thống đỗ xe tự động này thích hợp với bãi xe từ 100 – 500 xe

1.2.6 Hệ thống đỗ xe tự động kiểu xoay vòng trục đứng

Hình 1 7 Hệ thống đỗ xe tự động kiểu xoay vòng trục đứng

Hệ thống đỗ xe tự động - dạng xoay vòng trục đứng là hệ thống mang lại hiệu quả cho các diện tích nhỏ và trung trên mặt đất Hệ thống đỗ xe dạng xếp hình là loại giải pháp kỹ thuật trong đó xe được đặt trên các bàn nâng (pallet), các pallet này di chuyển xoay vòng quanh trục cố định, có thể đảo chiều xoay Hệ thống được lập trình để chọn cách thức di chuyển xe sao cho có thể lấy xe ra nhanh nhất

Những đặc điểm nổi bật của hệ thống này gồm:

- Tận dụng chỗ trống trên mặt đất để đỗ xe, có thể lắp nhiều hệ thống liên tiếp nhau

- Điểm xe vào từ dưới mặt đất

- Có thể lắp đặt độc lập hoặc lắp bên trong toà nhà cao tầng

1.3 Ưu điểm của các hệ thống bãi đỗ xe tự động

- Tiết kiệm diện tích: Hệ thống tận dụng toàn bộ thể tích không gian nhờ vào khai thác chiều cao của không gian Bằng việc lưu giữ xe ở độ cao nhất định so với mặt đất,

số lượng xe mà một trạm giữ xe tự động có thể chứa gấp hàng chục lần so với một bãi giữ ô tô thông thường

- Tiết kiệm thời gian: Thay vì khách hàng phải tự tìm chổ để xe trong các bãi xe thông thường và rất khó khăn nhất tại giờ cao điểm, với bãi giữ xe tự động thì khách hàng

chỉ cần đưa ôtô vào trạm đầu và nhập liệu là có thể an tâm ra khỏi xe và đi làm việc khác Mà không cần quan tâm vị trí để xe Công việc này do hệ thống đảm nhận Như vậy thời gian được tiết kiệm cho khách hàng

- Tối ưu việc sử dụng năng lượng: Đầu tiên chúng ta không phải tốn nhiên liệu cho việc di chuyển xe , tìm chỗ trong bãi Và năng lượng hoạt động cho hệ thống được quản lý bằng máy tính, máy tính có thể tối ưu hóa năng lượng sử dụng

- Không ô nhiễm môi trường: Do hệ thống hoạt động hoàn toàn nhờ vào điện năng nên không có khí thải trong quá trình vận hành hệ thống Và hạn chế tối đa ô nhiễm tiếng ồn Vì tất cả các động cơ đều sử dụng động cơ điện

- Không gây hư hai cho phương tiện: Không gây va quệt giữa các xe với nhau và hệ thống cũng hoàn toàn không gây hư hại cho xe gửi vì hệ thống hoàn toàn tự động

- Chi phí hoạt động thấp: Do không có các nhân viên trông xe, bán vé,… Toàn hệ thống chỉ cần vài người giám sát hoạt động, điều khiển Chì cần vài người điều khiển

vì toàn bộ hệ thống được quản lý bằng màn hình máy tính theo dõi từ xa

- Dễ dàng bảo trì và sữa chữa: Do hệ thống cấu tạo từng phần độc lập với nhau về mặt

cơ khí

- Tính an toàn cao: Khả năng xe bị lấy cắp và phá hoại là hoàn toàn khó có thể xảy ra Nhờ các thiết bị cảm biến và giám sát bằng camera

1.4 Nhược điểm của các hệ thống bãi đỗ xe tự động

Những ưu điểm của hệ thống giữ xe tự động đã được đề cập thông qua các giải pháp nhà giữ xe đã trình bày phía trên Ngoài những ưu điểm tích cực trên thì khi thực thi mô hình

ta cũng cần phải quan tâm đến các nhược điểm mà hệ thống gặp phải nhằm đưa ra giải pháp khắc phục hiệu quả nhất Một số nhược điểm như sau :

- Cần xem xét đến thời gian lấy xe, thời gian lấy xe tùy thuộc vào từng loại hệ thống Đối với loại hệ thống 100 xe thông thường thì thời gian lấy xe lâu nhất khoảng gần

2 phút / xe, nhanh nhất 0,5 phút/xe, bình quân 1,5 phút /xe Đối với các công trình nhà ở, siêu thị,các bãi xe công cộng…thì thông thường người sử dụng ít khi gửi xe

hoặc lấy xe cùng một khoảng thời gian nên thời gian lấy trả xe 1,5 phút/xe không là vấn đề, thậm chí còn nhanh hơn so với bãi xe tự lái Tuy nhiên đối với các công trình văn phòng, rạp hát, hội nghị… thì việc mọi người ồ ạt đến gửi xe trong phoang vài phút trước giờ làm việc, giờ khai mạc, và ồ ạt lái xe trong khoảng vài phút sau giờ tan sở sẽ gây ra ùn tắt cục bộ , và người lái xe phải chờ thời gian khá dài để lái xe so với bãi xe tự lái Do đó, với các công trình có đặc điểm này, nếu muốn lắp đặt hệ thống tự động thì phải có nhiều cửa ra vào khác nhau với nhiều thang nâng để giảm thiểu thời gian lấy xe

- Vấn đề sự cố về mất điện Đối với bãi xe thông thường, dù tòa nhà mất điện thì vẫn

có thể lái xe ra khỏi bãi xe Tuy nhiên với hệ thông tự động, không xe nào có thể ra khỏi hệ thống khi mất điện Do đó,máy phát điện riêng cho hệ thống phải được trang

bị

- Về phòng cháy chữa cháy: ngoài việc tuân thủ các tiêu chuẩn phòng cháy chữa cháy trong xây dựng chung cho nhà cao tầng và tầng hầm, cần thiết phải lắp đặt riêng hệ thống điều khiển báo và chữa cháy tự động cho khu vực đỗ xe

- Khi xảy ra sự cố về hư hỏng thiết bị khi vận hành thì việc nhận và trả xe cũng bị tạm hoãn

- Các tấm đỡ pallet sẽ được móc treo cố định vào hệ thống xích sắp xếp theo một vòng tròn với khoảng cách cỗ định di chuyển theo phương thẳng đứng

- Một cặp thanh ray dẫn hướng cố định vào khung tạo ra một rãnh theo chiều dọc, trên thanh ray sẽ được thiết kế thêm các chân liên kết với giá treo pallet chứa xe

- Một động cơ truyền động để lưu thông chuỗi xe, động cơ sẽ được lắp đặt trên khung,

trục động cơ được đưa vào hệ thống trục vít bánh vít giúp làm tăng khả năng hãm,

làm việc êm, có tỉ số truyền khá lớn, từ trục quay sẽ đưa vào hệ thống

2.2 Đặc tính phụ tải của hệ thống bãi đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng

2.2.1 Phụ tải có tính chất thế năng

Phụ tải của bãi đỗ xe tự động kiểu đứng thay đổi trong một phạm vi rất rộng Nó phụ

thuộc vào lượng xe được đỗ lên bãi đỗ trong một ngày đêm và hướng di chuyển của

pallet khi nhập và xuất xe Bởi vậy ta phải tính phụ tải xung cực đại

Phương trình đặc tính cơ của máy sản xuất thông thường:

- Mdm momen ứng với tốc độ định mưc ωdm

Biểu thưc đặc tính cơ của bãi đỗ xe tự động kiểu đứng là:

𝑀𝑐 = 𝑀𝑑𝑚 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 Điều này có thể giải thích là momen của cơ cấu do trong lực của tải gây ra Khi tăng dự trữ thế năng (nâng tải), momen thế năng có tác dụng cản trở chuyển động, tức là hướng

ngược chiều quay động cơ

Khi giảm thế năng (hạ tải), momen thế năng lại là momen gây ra chuyển động, nghĩa là nó

hướng theo chiều quay động cơ

Hệ thống chuyển động có đảo chiều xét một chiều, chiều còn lại là đối xứng

Hình2 2 Đồ thị biểu diễn nâng hạ tải khi đầy tải bên trái và không tải bên phải

Đặc tính Mc(ω) nằm ở cả bốn góc phần tư

A1: nâng pallet đầy tải ở tốc độ cao

A2: nâng pallet đầy tải ở tốc độ thấp (chuẩn bị dừng khi đến trần)

A1 ’: Hạ pallet đầy tải ở tốc độ cao

A2 ’: Hạ pallet đầy tải tốc độ thấp (chuẩn bị dừng khi đến trần)

C1,C2: Hãm khi giảm tốc độ từ cao xuống thấp ở chế độ nâng

C1 ’, C2 ’: Hãm khi giảm tốc độ từ cao xuống thấp ở chế độ hạ

Hình2 3 Đồ thị đặc tính cơ của động cơ

2.2.2 Hệ thống làm việc ở chế độ ngắn hạn

Động cơ ngắn hạn được chế tạo có thời gian làm việc tiêu chuẩn là 15, 30, 60, 90 phút Như vậy ta phải chọn Tlv=Ttc và công suất động cơ Pdcchon>Plv hay

Mdmchon>=Mlv

2.2.3 Sự thay đổi chế độ làm việc của động cơ

Động cơ trong mỗi lần hoạt động đều thực hiện đầy đủ các quá trình khởi động kéo tải ổn định và hãm dừng Nghĩa là có sự chuyển đổi liên tục từ chế độ động cơ sang chế độ máy phát Trạm đỗ xe tự động kiểu đứng khởi động đạt đến tốc độ định mức sau đó chuyển động ổn định với tốcc độ đó trong mỗi lần chuyển động

Hình2 4 Các chế độ làm việc của động cơ

2.3 Tính chọn động cơ

Bảng 2 1 Bảng thông số kích thước của một số hãng xe hơi

Thông số kĩ thuật Xe 4 chỗ Xe 5 cửa Xe thể thao đa

dụng Dài 4900 mm 3850 mm 5300 mm Rộng 1800 mm 1695 mm 2100 mm Cao 1450 mm 1530 mm 1500 mm Cân nặng 1800 kg 1100 kg 3000

Công suất làm việc Plv = P K = 11,775 2,34 = 27,5 Kw

Công suất trên trục động cơ: 𝑃đ𝑚 =𝑃𝑙𝑣

𝜂

Trong đó η là hiệu suất của các bộ truyền 𝜂 = 𝜂𝑜𝑙3 𝜂𝑘𝑛 𝜂𝑑 𝜂𝑏𝑟

Hiệu suất của một cặp ổ lăn: 𝜂𝑜𝑙 = 0,99

Hiệu suất của khớp nối: 𝜂𝑘𝑛 = 1

Hiệu suất của bộ đai: 𝜂𝑑 = 0,96

Hiệu suất của bộ truyền bánh răng: 𝜂𝑏𝑟 = 0,97

𝜂 = 0,993 1.0,96.0,97 = 0,9

 Công suất yêu cầu trên động cơ là Pđm= 27,5/0,9=31 Kw

Từ việc tính toán các thông số ở trên, ta chọn động cơ xoay chiều 3 pha roto dây quấn thường dùng cho các cần trục: 380V/220V 50 Hz

Bảng 2 2 Thông số động cơ kiểu MTH 411-6

Công suất định mức động cơ ( Pđm) 34Kw

Ist,dm 82A

Đối với dòng điện động cơ điện một chiều thì điều kiện này được thỏa mãn khi từ thông của động cơ không đổi

Đối với động cơ không đồng bộ

Tính momen đẳng trị

𝑀𝑑𝑡 = √ 1

𝑡𝑐𝑘∑ 𝑀𝑖2𝑡𝑖

𝑛 1

Thời gian để hệ thống đi được nửa vòng quay tức là pallet chuyển vị trí 4 lần, thời gian chuyển vị trí của 1 pallet là 15s Như vậy chọn động cơ ngắn hạn cho chuyển động ngắn hạn

Vậy Mđc= Pđc 𝑛

9,55 = 34000.700

9,55 = 2492,146.103 Nm > Mđt

Mđc>Mđt vậy động cơ thỏa mãn điều kiện phát nóng

+ Kiểm nghiệm về quá tải momen

Momen cản lớn nhất Mcmax= 144000 (Nm)

Momen định mức của động cơ Mđc= 2492,146.103 Nm > Mcmax

Vậy động cơ thỏa mãn điều kiện quá tải về momen

+ Kiểm nghiêm về momen khởi động

Mc mở máy = 2Mcmax= 2.144000=288.103 Nm

Ta có Mkđ= 2.Mđc=2.2492,146.103= 4984,3.103 Nm> Mc mở máy

Động cơ thỏa mãn về momen khởi động

CHƯƠNG 3:

PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN

3.1 Thiết kế lắp đặt vị trí các cảm biến trên hệ thống

Vấn đề bài toán: Có 8 cái pallet được đánh số 1-8

Có 8 vị trí A-H

Cần phải xác định xem Pallet 1 đang ở vị trí nào?

Ví Dụ: Ta cần lấy xe ở pallet 1 => cần đưa pallet 1 về vị trí A ( vị trí dừng đỗ) => PLC phải biết được Pallet 1 đã ở vị trí A hay chưa để dừng động cơ

Để giải quyết vấn đề ở trên có 2 phương án như sau:

Phương án thứ nhất: Sử dụng cảm biến màu

Phương án thứ hai: Sử dụng cảm biến tiệm cận

3.1.1 Phương án sử dụng cảm biến màu

Sử dụng 2 cảm biến màu SICK CS8, loại cảm biến này có thể phân biệt được 4 màu sắc khác nhau

Dưới đáy các Pallet sẽ sơn các màu khác nhau ( trắng, xanh, đen, đỏ)

Hình 3 1 Cảm biến màu SICK CS8