Đồ án môn tự động hoá quá trình công nghệ

Đề tài thiết kế bãi đỗ xe tự động

Giáo viên hướng dẫn: Ths.Nguyễn Đức Thuận

Sinh viên thực hiện: Ngô Mạnh Cường

NguyễnThành Chung

Nguyễn Văn Kỳ

Trần Đình Tiệp

I. Tổng quan bãi đỗ xe tự động

1.Giới thiệu chung

Trải qua nhiều thập kỷ ôtô đã trở thành một phương tiện gắn bó mật

thiết đối với đời sống của con người.Và cho tới nay nền công

nghiệp ôtô ngày càng phát triển và số lượng ôtô tăng chóng mặt

từng ngày.Sự gia tăng ngày càng nhiều về số lượng xe ôtô điều

này cũng phản ánh sự phát triển của một quốc gia. Song song

với sự phát triển đó người ta đặt ra vấn đề là xây dựng những bãi

đỗ xe phục vụ cho người dân trong việc đi lại thuận tiện.

ự

ầ

ạ i ả i ích nh :

i r t nhi u l

đ ng - hi n đ i theo Đó là xây d ng m t bãi đ xe t ệ ự ộ ộ ỗ ầ v i cách gi d ng t ng cao c ho c h m ng m ớ ặ ầ ố ạ quy t trên th c s đã đem l ề ợ ự ự

ạ ấ

ế

- Ti

t ki m th i gian và gi m ùn t c.

ế

ệ

ả

ắ

ờ

- T o cho khách hàng c m giác ti n nghi, tho i mái.

ệ

ả

ạ

- Ti

t ki m nhiên li u, gi m nguy c va ch m, hao mòn xe,

ế

ệ

ả

ạ

gi m l

ả ượ

ng khí th i ô nhi m. ả

ễ

- Tránh tình tr ng xung đ t, căng th ng và gi m nguy c gây tai

ạ

ẳ

ả

ộ

n n.ạ

- …

 Ban đ u c c u kéo/ đ y s k bánh ôtô, khi k p xong thì c c u xoay

Quy trình công nghệ bãi đỗ xe tự động ầ ơ ấ

ẩ ẽ ơ ấ ẹ

cùng v i c c u nâng – h k t h p t v a xoay v a nâng lên đúng t ạ ế ợ ừ ừ ừ ớ ơ ấ ừ

t ng và vào đúng khoang mà nó đã đ nh tr ầ ị ướ c, ch m t kho ng 2 phút là ả ỉ ấ

chi c xe c a b n đã yên v trong gara. T ng t nh v y, khi ng i ủ ạ ế ị ươ ự ư ậ ườ

khách tr l ở ạ ấ i l y xe, ch c n nh p thông tin xe, và mã th . H th ng s ẽ ẻ ệ ố ỉ ầ ậ

t ự ộ đ ng tìm v trí c a xe đ ị ủ ượ c yêu c u, quy trình l y xe cũng nh v y ấ ư ậ ầ

nh ng theo chi u ng i. và chi c xe l i đ ư ề c l ượ ạ ế c t ạ ượ ự ộ đ ng h xu ng tr ả ạ ố

l i cho khách hàng. Không ph i loay hoay tìm ch , không ph i khéo léo ạ ả ả ỗ

lu n lách, quay, r , lùi, ti n… đ n toát m hôi đ đ a chi c xe ra. Khi ể ư ế ẽ ế ế ồ ồ

ng trong h th ng( ví d nh có ng i đ t có b t kì s c nào b t th ự ố ấ ấ ườ ụ ư ệ ố ườ ộ

nh p, c a xe b b t ra…) thì h th ng s báo đ ng t c th i v trung ờ ề ệ ố ị ậ ử ứ ẽ ậ ộ

tâm x lýử

Một số hình ảnh thực tế vẫn còn tồn tại hiện nay

Phân loại bãi đỗ xe

ứ ư

ể

 Phân lo i h th ng theo c c u và cách th c l u chuy n ơ ấ 1, H th ng c c u nâng - h - robot ; (TM-RB)

ạ

ạ ệ ố ệ ố ầ

ể

ụ

ứ

ệ ố ệ ố ệ ố ệ ố ệ ố

ể ế ỡ ơ ấ

ộ

ơ ấ 2, H th ng c u tr c-d ch chuy n ngang ; (CT-DN) ị 3, H th ng Thang cu n-quay vòng d ng ; (TC-QD) ố 4, H th ng Thang nâng-quay vòng ngang ; (TN-QN) 5, H th ng thang nâng- quay vòng tròn ; (TN-QT) 6, H th ng thang nâng-d ch chuy n ngang : (TN-DN) ị * Các lo i c c u tác đ ng x p/r (c c u công tác) - C c u cánh tay robot (CRB) - C c u móc kéo (CMK) - C c u tháo kh p (CTK)

ạ ơ ấ ơ ấ ơ ấ ơ ấ

ớ

II. Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

1. Thi t k c khí ế ế ơ

 Mô hình bãi đ xe g m: 3 t ng, m i t ng s có 3 khoang, kích th c ỗ ầ ẽ ầ ướ ỗ

ồ c a mô hình cao 1m, ủ

 Khung ngoài c a mô hình ủ

G m các thanh nhôm đ ng và chia khung ồ ậ

ượ ể ứ ươ ẽ

c ghép thành hình l p ph thành 9 khoang đ ch a xe trong m i khoang x có hai thanh răng đ ể ỗ gi xeữ

Cơ cấu gửi và lấy xe phải di chuyển chính xác theo 2 truc X Y để gửi hoặc lấy xe.Cơ cấu gồm một mặt đế có gắn các bánh xe nhằm mục đích di chuyển ngang (theo trục X),trên đó có thanh trụ, balet được gắn trên thanh trụ và có thể di chuyển lên xuống(theo trục Y)

ể

hành : có nhi m v t ụ ừ ị ị ế ư ị ị

ệ ỗ ầ ấ ể ế

v trí đ (trên bàn thang máy) di chuy n ự ỗ ng ray c a m i t ng đ n v trí xác đ nh (v trí l u đ ) x p hai bên ng ray. T i đ a đi m l y xe ra này, cánh tay robot di chuy n đ n v trí ị ỗ ủ ự ệ

ỗ ế ể ề ể ơ ả ạ ị ư ử

- Robot t trên đ ườ ủ đ ườ ạ ị bánh xe ôtô r i th c hi n thao tác : k p – nâng – kéo xe ôtô v bàn đ c a ẹ ồ robot, xong r i thang máy đ a xe xu ng n i tr xe. T i đ a đi m g i xe vào ố ồ thì thao tác ng i. c l ượ ạ

Hình 1.1. S đ v n chuy n x p r h th ng thang máy – robot

ế ỡ ệ ố

ơ ồ ậ

ể

+ H th ng này đ c s d ng r t r ng rãi cho l u kho và đ xe có ệ ố ượ ấ ộ ử ụ ư ỗ

quy mô l n, h s an toàn cao (do v trí l u đ là tĩnh t ệ ố ư ỗ ớ ị ạ i). Đ c bi ặ t h ệ ệ

th ng này là gi i pháp ti t ki m năng l ng l u chuy n. ố ả ế ệ ượ ư ể

+ H s s dung di n tích k = 2/3 ệ ố ử ệ

1.3.2. H thệ ố - Đ c đi m : ể ặ

ng c ng tr c-d ch chuy n ngang (CT - DN) ụ ổ ể ị

- C ng tr c : c ng tr c có nhi m v nâng h và d ch chuy n bàn ụ ụ ụ ể ệ ạ ổ ổ ị

thao tác (c c u công tác) ơ ấ

- Bàn thao tác : là c c u móc kéo chuy n pallet (khay ch a xe ôtô) ơ ấ ứ ể

t ừ bàn thao tác vào/ra v trí l u đ . ỗ ư ị

Hình 1.2. S đ v n chuy n h th ng c ng tr c-d ch chuy n ngang (CT - DN)

ơ ồ ậ

ệ ố

ụ

ể

ổ

ị

- Đ c đi m : ể ặ

+ H th ng này có k t c u nguyên lý đ n gi n d đi u khi n và ệ ố ễ ề ế ấ ể ả ơ

thông d ng, thích h p v i mô hình v a và nh do h n ch v chi u ế ề ừ ụ ề ạ ợ ỏ ớ

cao c a c ng tr c. ổ ủ ụ

+ H s s d ng di n tích k = 2/3 ệ ố ử ụ ệ

1.3.3. H th ng thang nâng-quay vòng ngang (TN-QN) ệ ố

- Thang nâng trong h th ng này có d ng thang máy ho c v n ệ ố ạ ậ ặ

thăng.

t - C c u v n chuy n trên 1 t ng theo ph ể ơ ấ ầ ậ ươ ng pháp đ y/ kéo tr ấ ượ

ngang các pallet theo m t vòng tròn khép kín (pallet có th d ch ể ị ộ

chuy n theo 2 ph ng n m ngang ). ể ươ ằ

- C c u công tác th c hi n vi c x p vào/l y ra khá đ n gi n theo ơ ấ ự ệ ệ ế ấ ả ơ

nguyên t c tháo kh p truy n l c gi a các pallet v i nhau. ề ự ữ ắ ớ ớ

Hình 1.3. S đ v n chuy n h th ng thang nâng - quay vòng ngang (TN-QN)

ơ ồ ậ

ệ ố

ể

- Đ c đi m : H th ng này cho h s s dung di n tích khá cao (>80%) ệ ố ử ệ ố ể ệ ặ

th ng s d ng cho bãi đ ng m. Nh c đi m c a h th ng này là chi phí ườ ử ụ ầ ỗ ượ ệ ố ủ ể

năng l ng riêng l n. ượ ớ

. H th ng thang nâng - quay vòng tròn (TN-QT)

ệ ố

- Thang nâng

h th ng này th c hi n 2 chuy n đ ng : nâng h theo ph

ng đ ng và quay

ở ệ ố

ự

ệ

ể

ạ

ộ

ươ

ứ

quanh tr c c a nó ụ

ủ

- C c u công tác : th c hi n thao tác x p vào/l y ra nh c c u cánh tay robot. Khi thang nâng, ấ

ờ ơ ấ

ơ ấ

ự

ệ

ế

nâng bàn robot k t h p chuy n đ ng quay vòng đ n v trí xác đ nh thì robot b t đ u làm vi c.

ắ ầ

ế ợ

ệ

ể

ế

ộ

ị

Hình 1.5. S đ l u chuy n h th ng thang nâng - quay vòng tròn (TN-QT)

ơ ồ ư

ệ ố

ể

- Đ c đi m : H th ng này đ ệ ố ể ặ ượ c s d ng ử ụ ở ọ ị m i đ a hình, s d ng ít không gian, ử ụ

th i gian l y xe ng n. ấ ắ ờ

1.3.6. H th ng thang nâng – d ch chuy n ngang (TN - DN) ệ ố ể ị

- Thang nâng đây th ng s d ng ki u v n thăng ròng r c kép di chuy n ở ườ ử ụ ể ể ậ ọ

trên 4 đ ng ray theo ph ng th ng đ ng. ườ ươ ứ ẳ

- C c u móc kéo th c hi n vi c x p vào/l y ra kh i v trí đ , c c u này ế ỗ ơ ấ ơ ấ ỏ ị ự ệ ệ ấ

đ c đ t có đ nh trên bàn c a thang nâng. Khi thang nâng d ng v trí xác ượ ủ ừ ặ ị ở ị

đ nh thì c c u móc kéo đ y / kéo pallet theo ph ng ngang vào v trí đ trên ơ ấ ấ ị ươ ỗ ị

sàn hay bàn thang nâng.

Hình 1.5. S đ l u chuy n h th ng thang nâng – d ch chuy n ngang (TN - DN)

ơ ồ ư

ệ ố

ể

ị

ng s d ng cho bãi đ ki u

•Đ c đi m: H th ng này k t c u đ n gi n, d thi công, th ế ấ

ệ ố

ể

ễ

ặ

ả

ườ

ỗ ể

ử ụ

tháp cao. H s s dung di n tích k = 2/3 - 4/5

ệ ố ử

ệ

1.4 u nh Ư

ượ

c đi m và ng d ng c a bãi đ xe nhi u t ng ủ

ề ầ

ứ

ụ

ỗ

ể

c đi m c a bãi đ xe t

đ ng.

1.4.1 u nh Ư

ượ

ủ

ỗ

ể

ự ộ

a. u đi m

Ư

ể

u đi m l n nh t c a h th ng bãi đ xe t

đ ng là giúp cho th i gian

Ư ể

ệ ố

ấ ủ

ỗ

ớ

ự ộ

ờ

g i và nh n xe nhanh chóng,t n d ng t

i đa di n tích và tăng l

ng xe

ụ

ử

ậ

ố

ệ

ượ

đ trên cùng m t di n tích

( s l

ng ô tô đ đ

c theo ki u t

đ ng có

ệ

ỗ

ộ

ố ượ

ỗ ượ

ể ự ộ

th tăng t

g p đôi đ n g p 20 l n so v i s l

ể

ừ ấ

ớ ố ượ

ế

ầ

ấ

ng xe ô tô đ theo ki u ỗ

ể

lái thông th

ng ).

ự

ườ

b.Nh ượ c đi m ể

đ ng cho các công trình không Tuy nhiên, vi c áp d ng h th ng đ xe t ụ ệ ố ệ ỗ ự ộ

ph i ch đ n gi n thích lo i h th ng nào thì l p đ c h th ng đó, mà có r t ạ ệ ố ỉ ơ ắ ả ả ượ ệ ố ấ

nhi u v n đ ph i xem xét và cân nh c. Vi c quan tr ng tr c tiên là th i gian ề ề ệ ắ ấ ả ọ ướ ờ

l y xe.Th i gian l y xe tùy thu c vào t ng lo i h th ng. Đ i v i lo i h th ng ừ ấ ạ ệ ố ạ ệ ố ố ớ ấ ờ ộ

100 xe thông th ng thì th i gian l y xe nhanh nh t kho ng g n 2 phút / xe, ườ ấ ấ ả ầ ờ

lâu nh t 5,5 phút/xe, bình quân 1,5 phút /xe.Đ i v i các công trình nhà , siêu ố ớ ấ ở

th ,các bãi xe công c ng…thì thông th ng ng i s d ng ít khi g i xe ho c ộ ị ườ ườ ử ụ ử ặ

l y xe cùng m t kho ng th i gian nên th i gian l y tr xe 1,5 phút/xe không là ấ ấ ả ả ộ ờ ờ

lái.Tuy nhiên đ i v i các công v n đ , th m chí còn nhanh h n so v i bãi xe t ấ ề ậ ơ ớ ự ố ớ

trình văn phòng, r p hát, h i ngh … thì vi c m i ng t đ n g i xe trong i ệ ạ ộ ọ ị ườ ồ ạ ế ử

kho ng vài phút tr c gi làm vi c, gi t lái xe trong kho ng ả ướ ờ ệ ờ khai m c, và ạ ồ ạ ả

vài phút sau gi tan s s gây ra ùn t ờ ở ẽ ắ ụ t c c b , và ng ộ ườ i lái xe ph i ch th i ờ ờ ả

gian khá dài đ lái xe so v i bãi xe t lái. ể ớ ự

2. Thiết kế phần điện 2. Thiết kế phần điện

ầ

ả

ụ ể

Mạch điều khiển - 2 đ u vào dùng cho 2 encorder có tác d ng ph n h i v ồ ị ạ ơ ấ đây là encorde t ở

ố

ng đ i có thông s k ươ ố ỹ ệ

trí cho 2 c c u nâng – h và di chuy n ngang. Encorder thu t 100 xung/vòng quay, đi n áp đ u vào là 5V, hai ầ ậ pha xung ra có đi n áp là x p x 5V. ấ ệ

ỉ

- 4 đ u còn l ầ

i dùng cho 4 CTHT trong đó 2 CTHT ạ ừ

ị

đ xác đ nh d ng v trí lên xu ng và v g c , 2 ể CTHT đ xác đ nh d ng cho c c u đ y kéo

ố ơ ấ

ừ

 Có 10 đ u ra : g n vào cu n hút c a r le trung gian

ộ

ề ố ẩ ủ ơ

ị ể ầ

ị ắ

ộ

ề

ừ ổ c công su t cho

ơ ệ ộ ơ ấ ủ ệ ố

ượ

ử

ấ

4 đ ng c dùng trong mô hình là đ ng c đi n 1 chi u, có ch i than, kích t nam châm vĩnh c u.T ng c c u c a h th ng mà tính đ t ng đ ng c truy n đ ng đó. ừ

ừ ộ

ề

ộ

ơ ấ

ơ

Tính toán công su t đ ng c cho c c u ấ ộ nâng – hạ + TÝnh c«ng suÊt cña ®éng c¬ (kh«ng dïng ®èi träng) :

+ gvGGk .(

.).

10.

Trong ®ã:

(

kw )

Gbt: Khèi lîng ca bin (Kg); víi Gbt = 5 Kg

g : Gia tèc träng trêng (m/s2); víi g = 9,81m/s2

k : HÖ sè tÝnh ®Õn ma s¸t ; lÊy k = 1,5

Víi k ma s¸t ë :

• 4 thanh dÉn híng ( ma s¸t trît)

+ TÝnh m« men cña c¬ cÊu khi kh«ng cã ®èi

träng:

M

.55,9= P w

Thiết bị điều khiển

 3.1.1 Giới thiệu phần cứng.

 PLC, viết tắt của Programmaable Logic Control, là thiết bị điều

khiển logic lập trình được, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật

toán điều khiển thông qua ngôn ngữ lập trình.

 S7200 là thiết bị điều khiển khả trình loại nhỏ của hang

siemens có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng.

Các modul này được sử dụng cho nhiều những ứng dụng lập

trình khác nhau.

Sơ Đồ cấu trúc của PLC

ồ

ầ

ớ

PLC S7-200 g m 3 ph n chính: + B x lý trung tâm (CPU) + B nh (Memory Area) + B vào và ra (Input Area và Output

ộ ử ộ ộ Area)

PLC và các thiết bị khác

ộ

ồ

ng t

ắ

ầ

B vào ra. PLC S7- 200 bao g m các đ u vào tín hi u s , ệ ố ầ . Các đ u các đ u ng t và các đ u vào t ầ ươ . ng t ra tín hi u s ki u r le và đ u ra t ự ầ ệ ố ể ơ

ự ươ

Các cổng truyền thông

 PLC S7200 sử dụng cổng truyền thống nối tiếp RS485

với phích nối 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Để ghép nối S7 200 với máy lập trình PC 702 hoặc với máy thuộc họ PC7 xx khác có thể sử dụng một cáp nối thẳng qua cổng MPI.  Ghép nối S7200 với máy tính PC qua cổng RS232 với cáp nối PC/PPI và cạc chuyển đổi RS232 /RS485

Chức năng của từng chân

Chân Chức năng

1 Đất

2 Nguồn 24 VDC

3 Truyền nhận dữ liệu

4 Không sử dụng

5 Đất

6 Nguồn 5 VDC

7 Nguồn 24 VDC

8 Truyền dữ liệu

9 Không sử dụng

ngôn nhữ lập trình của S7200.

 S7200 biểu diễn một mạch vòng logic cứng khác một dãy các lệnh lập trình. Chương trình bao gồm 1 tập dãy các lệnh S7200 thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc ở tập lệnh cuối trong một vòng. Một vòng như vậy gọi là vòng quét (Scan). Chu trình thực hiện là một chu trình lặp .

 Cách lập trình cho S7200 nói riêng dựa trên 2 phương pháp cơ

bản

Phương pháp hình thang (Laddes logic:viết tắt là LAD) Phương pháp liệt kê lệnh (Statement List: Viết tắt là STL)

 Phương pháp lập trình LAD.  LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ hoạ. Những thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng điều khiển kiểu role.

 Phương pháp lập trình STL.  Phương pháp liệt kê lệnh STL là phương pháp thể hiện chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh, mỗi câu lệnh trong chương trình kể cả những lệnh hình thức biểu diễn một chức năng PLC.

KẾT LUẬN

Sau một thời gian tập trung làm và hoàn thiện đồ án thiết kế mô hình

bãi đỗ xe tự động nhiều tầng chúng em đã rút ra được nhiều kinh

nghiệm trong việc thi công phần cứng cũng như lập trình phần mềm.

Chúng em nhận thấy đề tài bãi đỗ xe tự động nhiều tầng là

một đề tài hay, khả năng áp dụng trong thực tế rất cao,nhất là trong

tình hình phát giao thông ngày càng phát triển như ngày nay. Đặc

biệt là ở các đô thị lớn như Thủ đô Hà Nội,thành phố Hồ Chí Minh.

Khi mà đời sống con ngưòi ngày càng được nâng cao, diện tích dất

ngày càng bị thu hẹp, điều kiện kinh tế cho phép mọi người dùng ôtô

làm phương tiện đi lại thì việc xây dựng các bãi giữ xe tự động như

thế này càng nên được thực hiện.