Bãi đỗ xe tự động kiểu xoay vòng đứng dùng PLC và công nghệ RFID

Thông tin tài liệu

Đề tài Nghiên cứu thiết kế bãi đỗ xe tự động hệ xoay vòng đứng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài Nghiên cứu thiết kế bãi đỗ xe tự động hệ xoay vòng đứng

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: Nghiên cứu thiết kế bãi đỗ xe tự động hệ xoay vòng đứng GVHD : Th.S Lưu Vũ Hải Nhóm sinh viên : Nguyễn Ngọc Dương - 2018601038 Đỗ Công Huân - 2018600062 Bùi Xuân Hiếu - 2018601426 Khóa : ĐH-K13 Hà Nội - 2022 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN I NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN II MỤC LỤC III DANH MỤC HÌNH ẢNH VI DANH MỤC BẢNG BIỂU VIII LỜI NÓI ĐẦU IX CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BÃI ĐÕ XE TỰ ĐỘNG .1 1.1 Lịch sử nghiên cứu 1.2 Các vấn đề đặt .3 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp thực 1.4.1 Lý thuyết .4 1.4.2 Thực nghiệm .4 1.5 Dự kiến kết đạt CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG XOAY VÒNG ĐỨNG .5 2.1 Nguyên lí làm việc, quy trình cơng nghệ hệ thống .5 2.1.1 Nguyên lí làm việc 2.1.2 Quy trình công nghệ hệ thống 2.1.3 Giới thiệu số phần mềm sử dụng 2.2 Hệ thống điều khiển 11 2.2.1 Bộ điều khiển logic PLC S7 1200 11 2.2.2 Nguyên lí hoạt động PLC S7 1200 11 2.2.3 Bộ điều khiển Arduino Uno R3 13 2.3 Các loại cảm biến 14 2.4 Cơ cấu chấp hành .16 2.4.1 Động chiều có hộp giảm tốc 16 2.4.2 Cơ cấu truyền tải động .17 2.5 Các khối nguồn 20 CHƯƠNG TÍNH TỐN VỀ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG XOAY VÒNG ĐỨNG .22 3.1 Tính tốn hệ thống khí 22 3.2 Tính tốn hệ thống điều khiển 24 3.2.1 Tổng quan hệ thống .24 3.2.2 Mô tả quy trình hoạt động hệ thống 25 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG 36 4.1 Thiết kế thi cơng khí cho hệ thống 36 4.1.1 Thiết kế hệ thống khí 36 4.1.2 Thi cơng hệ thống khí 40 4.2 Thiết kế thi công hệ thống điều khiển 43 4.2.1 Thiết kế hệ thống điều khiển 43 4.2.2 Thi công hệ thống điều khiển 51 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG XOAY VÒNG ĐỨNG 53 5.1 Kết đạt 53 5.2 Đánh giá 53 5.3 Hạn chế phương pháp giải 53 KẾT LUẬN .55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC 57 DANH MỤC HÌNH ẢN Hình 1.1 Bãi giữ xe Hình 1.2 Nơi giữ xe thuở sơ khai Hình 1.3 Bãi đỗ xe tự động Hình 2.1 Giao diện phần mềm TIA Portal V13 Hình 2.2 Giao diện phần mềm Visual Studio Hình 2.3 Giao diện phần mềm Microsoft SQL Server Hình 2.4 Giao diện phần mềm Arduino IDE .10 Hình 2.5 Bộ điều khiển PLC S7 1200 .11 Hình 2.6 Module nguồn PS 1207 13 Hình 2.7 Arduino Uno R3 14 Hình 2.8 Cảm biến quang 14 Hình 2.9 Thẻ từ RFID .15 Hình 2.10 Động giảm tốc .17 Hình 2.11 Trục vít me – đai ốc trượt 18 Hình 2.12 Truyền động đai 19 Hình 2.13 Truyền động xích 20 Hình 2.14 Nguồn tổ ong 20 Hình 2.15 Cổng USB máy tính 21 Hình 3.1 Sơ đồ khối hệ thống bãi đỗ xe tự động .24 Hình 3.2 Sơ đồ tự động .25 Hình 3.3 Lưu đồ tay kiểm tra hoạt động thiết bị 27 Hình 3.4 Lưu đồ thuật tốn điều khiển pallet tay .28 Hình 3.5 Tối ưu vị trí xe 29 Hình 3.6 Lưu đồ điều khiển tự động qua HMI WinCC 31 Hình 3.7 Lưu đồ thuật toán cho xe vào .32 Hình 3.8 Lưu đồ thuật tốn cho xe .33 Hình 3.9 Lưu đồ chương trình quay thuật nghịch động 34 Hình 3.10 Lưu đồ tìm pallet trống .35 Hình 4.1 Hình ảnh 3D hệ thống phầm mềm Solid Work 36 Hình 4.2 Thơng số kích thước khung hệ thống 37 Hình 4.3 Nhơm định hình 37 Hình 4.4 Thơng số kích thước bánh xích .38 Hình 4.5 Thơng số pallet 39 Hình 4.6 Mạch động lực 39 Hình 4.7 Hệ thống thực tế 40 Hình 4.8 Thi cơng khung hệ thống 42 Hình 4.9 Pallet 43 Hình 4.10 Trục liên kết với bánh 43 Hình 4.11 Bộ điều khiển PLC S7 1200 .43 Hình 4.12 Nguồn tổ ong 44 Hình 4.13 Aptomat 45 Hình 4.14 Cảm biến quang 45 Hình 4.15 Rơle trung gian 14 chân 46 Hình 4.16 Nút nhấn có đèn báo 47 Hình 4.17 Sơ đồ mạch đấu nối 47 Hình 4.18 Arduino Uno R3 .48 Hình 4.19 RC 522 48 Hình 4.20 Mạch Arduino kết hợp với RC 522 49 Hình 4.21 Bảng sở liệu SQL sever 49 Hình 4.22 Giao diện HMI 50 Hình 4.23 Giao diện Winform điều khiển Visual .50 Hình 4.24 Tủ điện 52 Hình 4.25 Tủ điện đấu nối 52 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 4.1 Bảng chi tiết thành phần khí hệ thống 42 Bảng 4.2 Thông số PLC S7 1200 44 Bảng 4.3 Thông số nguồn tổ ong 44 Bảng 4.4 Thông số Aptomat 45 Bảng 4.5 Thông số cảm biến quang 46 Bảng 4.6 Thông số rơle trung gian 14 chân 46 Bảng 4.7 Thông số nút nhấn kết hợp với đèn báo .47 Bảng 4.8 Thông số RC522 49 Bảng 4.9 Thông số Arduino Uno R3 48 Bảng 4.10 Bảng chi tiết thành phần điều khiển cho thi công 52 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ công nghệ chế tạo thiết bị tự động hóa, kết hợp với thành tựu cơng nghệ vi điện tử công nghệ thông tin, cho phép tạo nên giải pháp tự động hố hồn tồn lĩnh vực Có thể nói tự động hoá trở thành xu hướng tất yếu quốc gia, lãnh thỗ Xuất phát từ thực trạng giao thông thành phố lớn nước ta (như Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh) nước giới, với gia tăng ngày lớn phương tiện giao thông (đặc biệt ôtô), nhu cầu bãi đậu đỗ cho phương tiện giao thông yêu cầu cấp bách Một mặt, giảm tắt nghẽn giao thơng, cịn đem lại mặt thẩm mỹ cho thành phố lớn đại Với lý đó, em khảo sát thiết kế mơ hình bãi đậu xe tự động Qua thời gian tháng tìm hiểu thực đề tài “Nghiên cứu thiết kế bãi đỗ xe tự động sử dụng PLC S7 – 1200” nhờ hướng dẫn tận tình thầy giáo Th.s Lưu Vũ Hải thầy mơn nhóm em hoàn thành đề tài Chúng em xin trân trọng cảm ơn đến tất quý thầy cô khoa Cơ Khí nói chung chun ngành Cơ Điện Tử nói riêng trường Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội, người trang bị cho chúng em kiến thức cần thiết chuyên ngành, quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình tạo điều kiện thuận lợi để chúng em học tập, nghiên cứu Đặc biệt, chúng em biết ơn sâu sắc bảo, hướng dẫn tận tình thầy Th.s Lưu Vũ Hải suốt thời gian thực đề tài Đồng thời, chúng xem xin cảm ơn đóng góp thầy bạn giúp chúng em hoàn thiện đồ án, thời gian kiến thức cịn hạn chế nên nhóm khơng thể tránh khỏi nhứng thiếu sót, chúng em mong nhận thêm nhiều ý kiến đóng góp thầy bạn để chúng em có thêm nhiều kiến thức Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm Sinh viên thực Nguyễn Ngọc Dương Đỗ Công Huân Bùi Xuân Hiếu 60 { return; } if ( ! mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) { return; } Serial.print(""); for (byte i = 0; i < mfrc522.uid.size; i++) { //Serial.print(mfrc522.uid.uidByte[i] < 0x10 ? "" : ""); Serial.print( mfrc522.uid.uidByte[i],HEX); } Serial.println(); mfrc522.PICC_HaltA(); mfrc522.PCD_StopCrypto1(); } * Code Visual Studio( C#): using System; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks; using System.Net; using System.IO; using System.IO.Ports; 61 using System.Data.SqlClient; using System.Windows.Forms; using S7.Net; using System.Threading; namespace BaiDoXe { public partial class Form1 : Form { // Khoi tao // khai bao bien chua chua du lieu dau doc the RFID string InputData = String.Empty; delegate void SetTextCallback(string text); bool RF = false; SerialPort serialPort = new SerialPort(); // tao chuoi ket noi SQL SqlConnection Connect = new SqlConnection(@"Data Source=DESKTOP-UP0PAP7 \SQLEXPRESS;Initial Catalog=RFID;Integrated Security=True"); // khai bao bien PLC private Plc plc; bool PL = false; int vitri; object Auto; object Manual; public Form1() { InitializeComponent(); serialPort1.DataReceived += new 62 SerialDataReceivedEventHandler (seialPort1_DataReceived); } private void Form1_Load(object sender, EventArgs e) { // Load cac Port hien co string[] port = SerialPort.GetPortNames();// Them toan bo cac cong COM comboBox_RFID.Items.AddRange(port);// Su dung AddRange thay vi dung foreach Connect.Open(); loadDataID(); loadDataCar(); } private void Main_FormClosing(object sender, FormClosedEventArgs e) { try { // Dong cac ket noi if (plc != null) plc.Close(); if (serialPort1.IsOpen) serialPort1.Close(); Connect.Close(); } catch { MessageBox.Show("Error"); 63 } } // Quan li the co he thong public void loadDataID() { string sqlSelectID = ("SELECT * FROM ThongTinHeThong "); SqlCommand cmd = new SqlCommand(sqlSelectID, Connect); DataTable dt = new DataTable(); SqlDataAdapter da = new SqlDataAdapter(cmd); da.Fill(dt); dgv_QLhethong.DataSource = dt; } private void btt_Them_Click(object sender, EventArgs e) { dgv_QLhethong.AllowUserToAddRows = false; bool kt = false; for (int i = 0; i < dgv_QLhethong.Rows.Count; i++) { if (textBox_MaThe.Text == dgv_QLhethong.Rows[i].Cells ["UID"].Value.ToString()) { kt = true; } } if (kt == true) { MessageBox.Show("Thẻ đã tồn tại"); textBox_MaThe.Clear(); // Xóa dữ liệu ở textbox Mã thẻ } 64 else { string sqlInsert = "INSERT INTO ThongTinHeThong VALUES ('" + textBox_MaThe.Text + "')"; SqlCommand cmd = new SqlCommand(sqlInsert, Connect); cmd.ExecuteNonQuery(); textBox_MaThe.Clear(); // Xóa dữ liệu ở textbox Mã thẻ } loadDataID(); } private void btt_Xoa_Click(object sender, EventArgs e) { if (textBox_MaThe.Text == "") { MessageBox.Show("Vui lòng chọn thẻ cần xóa"); } else { string sqlDelete = "Delete from ThongTinHeThong where UID='" + textBox_MaThe.Text + "'"; SqlCommand cmd = new SqlCommand(sqlDelete, Connect); cmd.ExecuteNonQuery(); textBox_MaThe.Clear(); } loadDataID(); } private void btt_XoaMT_Click(object sender, EventArgs e) 65 { for(int k=0;k= 0) { textBox_MaThe.Text = dgv_QLhethong.Rows[i].Cells 66 ["UID"].Value.ToString(); } } // Quan li du lieu xe vao public void loadDataCar() { string sqlSelectCar = "Select Vitri, UID from ThongTinXe"; SqlCommand cmd = new SqlCommand(sqlSelectCar, Connect); DataTable dt = new DataTable(); SqlDataAdapter da = new SqlDataAdapter(cmd); da.Fill(dt); dgv_QLxe.DataSource = dt; } // Ket noi RFID private void btt_RFID_Click(object sender, EventArgs e) { serialPort1.BaudRate = 9600; serialPort1.DataBits = 8; serialPort1.Parity = Parity.None; serialPort1.StopBits = StopBits.One; if (comboBox_RFID.Text == "") { MessageBox.Show("Vui lòng chọn kết nối"); } else { if (!serialPort1.IsOpen) { 67 serialPort1.PortName = comboBox_RFID.Text; serialPort1.Open(); MessageBox.Show("Kết nối RFID thành công!"); btt_RFID.Text = "Ngắt kết nối"; comboBox_RFID.Enabled = false; } else { serialPort1.Close(); btt_RFID.Text = "Kết nối"; comboBox_RFID.Enabled = true; } } } // Ket noi PLC private void btt_PLC_Click(object sender, EventArgs e) { // if (textBox_PLC.Text == "") // { /// MessageBox.Show("Vui lòng nhập địa chỉ IP"); /// } // else // { plc = new Plc(CpuType.S71200, "192.168.0.1", 0, 0); if (plc.Open() == ErrorCode.NoError) { MessageBox.Show("Kết nối PLC thành công!"); btt_PLC.Text = "Đã kết nối"; btt_PLC.Enabled = false; 68 textBox_PLC.Enabled = false; PL = true; timer1.Interval = 100; timer1.Enabled = true; } else { MessageBox.Show("Không thể kết nối với PLC!"); textBox_PLC.Clear(); } //} } // Xu li quet the tu private void seialPort1_DataReceived(object obj, SerialDataReceivedEventArgs e) { Thread.Sleep(1000); InputData = serialPort1.ReadExisting(); if (InputData != string.Empty) { SetText(InputData); } } private void SetText(string text) { if (this.textBox_MaThe.InvokeRequired) { SetTextCallback d = new SetTextCallback(SetText); // khởi tạo 69 delegate mới gọi đến SetText this.Invoke(d, new object[] { text }); } else this.textBox_MaThe.Text = text.Trim(); RF = true; string mathe = textBox_MaThe.Text; if (!string.IsNullOrEmpty(textBox_MaThe.Text) && RF == true && PL == true) { // try // { // Kiem tra the he thong dgv_QLhethong.AllowUserToAddRows = false; bool ktID = false; for (int k = 0; k < dgv_QLhethong.Rows.Count; k++) { if (textBox_MaThe.Text == dgv_QLhethong.Rows[k].Cells ["UID"].Value.ToString()) { ktID = true; } } if (ktID == false) { MessageBox.Show("Thẻ không có hệ thống"); string sqlInsert = "INSERT INTO ThongTinHeThong VALUES ('" + textBox_MaThe.Text + "')"; SqlCommand cmd = new SqlCommand(sqlInsert, Connect); 70 cmd.ExecuteNonQuery(); textBox_MaThe.Text = ""; loadDataID(); } else { #region Kiem tra xe bai dgv_QLxe.AllowUserToAddRows = false; bool ktCar = false; for (int n = 0; n < dgv_QLxe.Rows.Count; n++) { if (textBox_MaThe.Text == dgv_QLxe.Rows[n].Cells ["MT"].Value.ToString()) { ktCar = true; } } if (ktCar == false) { textBox_MaThe.Text = ""; // xoa du lieu // Dieu khien xe vao textBox_TheVao.Text = mathe; string sqlvt = "SELECT ViTri FROM ThongTinXe WHERE UID IS NULL"; SqlCommand sql = new SqlCommand(sqlvt, Connect); string ID = Convert.ToString(sql.ExecuteScalar()); if (ID != "") { int id = Convert.ToInt16(ID); 71 vitri= id; string sqlIn = "UPDATE ThongTinXe SET UID = '" + mathe + "' WHERE ViTri='" + id + "'"; SqlCommand cmd = new SqlCommand(sqlIn, Connect); cmd.Parameters.AddWithValue("@id", id); cmd.ExecuteNonQuery(); } loadDataCar(); } else { // Xe da co bai, cho xe textBox_MaThe.Text = ""; textBox_TheRa.Text = mathe; string sqlvt = "SELECT ViTri FROM ThongTinXe WHERE UID='" + mathe + "'"; SqlCommand sql = new SqlCommand(sqlvt, Connect); string ID = Convert.ToString(sql.ExecuteScalar()); if (ID != "") { int id = Convert.ToInt16(ID); vitri= id; string query = "UPDATE ThongTinXe SET UID = NULL WHERE ViTri='" + id + "'"; SqlCommand command = new SqlCommand(query, Connect); command.Parameters.AddWithValue("@id", id); command.ExecuteNonQuery(); } 72 loadDataCar(); } #endregion #region Goi pallet xuong if (Auto.Equals(true)) { if (vitri.Equals(1)) { plc.Write("M3.1", 1); plc.Write("M3.1", 0); } else if (vitri.Equals(2)) { plc.Write("M3.2", 1); plc.Write("M3.2", 0); } else if (vitri.Equals(3)) { plc.Write("M3.3", 1); plc.Write("M3.3", 0); } else if (vitri.Equals(4)) { plc.Write("M3.4", 1); plc.Write("M3.4", 0); } else if (vitri.Equals(5)) { plc.Write("M3.5", 1); 73 plc.Write("M3.5", 0); } else if (vitri.Equals(6)) { plc.Write("M3.6", 1); plc.Write("M3.6", 0); } else if (vitri.Equals(7)) { plc.Write("M3.7", 1); plc.Write("M3.7", 0); } else if (vitri.Equals(8)) { plc.Write("M4.0", 1); plc.Write("M4.0", 0); } } } #endregion /* } catch (Exception er) { MessageBox.Show("Error", er.Message); } */ } else if (PL == false) { MessageBox.Show("PLC chưa kết nối! ", "Thông báo"); 74 } } private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e) { if (plc.IsConnected== true) { Auto = plc.Read("M1.5"); Manual = plc.Read("M1.7"); if (Auto.Equals(true)) { textBox_Mode.Text = "Auto"; } else if (Manual.Equals(true)) { textBox_Mode.Text = "Manaul"; } } else plc.Close(); } } } ... cho hệ thống bãi đỗ xe tự động - Xây dựng mơ hình mơ hệ thống điều khiển phần mềm - Thi cơng mơ hình sản phẩm bãi đỗ xe xoay vòng đứng CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG XOAY VÒNG ĐỨNG 2.1 Ngun... bản, lịch sử hình thành, loại bãi đỗ xe tự động - Chọn loại bãi đỗ xe phù hợp để thực hiện: bãi đỗ xe dạng xoay - Thiết kế hệ thống khí đảm bảo cơng bãi đỗ xe tự động: sử dụng phần mềm SolidWorks... cho tình trạng thiếu bãi đỗ xe Việt Nam Chính vậy, nhóm đề xuất đề tài nghiên cứu bãi đỗ xe tự động (kiểu xoay vòng đứng) 1.2 Các vấn đề đặt - Tìm hiểu lí thuyết bãi đỗ xe tự động: khái niệm bản,

Ngày đăng: 06/06/2022, 21:10

Xem thêm: