NGHIÊN cứu, CHẾ tạo và lập TRÌNH điều KHIỂN mô HÌNH bãi đỗ XE tự ĐỘNG

2022 NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG Trương Tấn Tài, Huỳnh Duy Khánh ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận Sinh viên thực 1: Trương Tấn Tài Mã sinh viên: 1811505520247 Lớp: 18TDH2 Sinh viên thực 2: Huỳnh Duy Khánh Mã sinh viên: 1811505520122 Lớp: 18TDH1 Đà Nẵng, 06/2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận Sinh viên thực 1: Trương Tấn Tài Mã sinh viên: 1811505520247 Lớp: 18TDH2 Sinh viên thực 2: Huỳnh Duy Khánh Mã sinh viên: 1811505520122 Lớp: 18TDH1 Đà Nẵng, 06/2022 TÓM TẮT Tên đề tài: Nghiên cứu, chế tạo lập trình điều khiển mơ hình bãi đỗ xe tự động Sinh viên thực 1: Trương Tấn Tài Mã SV: 1811505520247 Lớp: 18TDH2 Sinh viên thực 2: Huỳnh Duy Khánh Mã SV: 1811505520122 Lớp: 18TDH1 Để thực đề tài “Nghiên cứu, chế tạo lập trình điều khiển mơ hình bãi đỗ xe tự động” này, trước hết cần phải có số thơng tin cần thiết Đầu tiên tìm hiểu tổng quan số thông tin liên quan đến thực trạng đỗ xe nay, bất cập, nhu cầu cấp bách xã hội người dân vấn đề đỗ xe đô thị, từ đặt vấn đề cần giải Và vấn đề cần giải phải xây dựng bãi đỗ xe có quy mơ lớn mang tính tự động, phương án xây dựng phải lựa chọn phù hợp với điều kiện tình hình thực tế Tiếp theo tiến hành khảo sát, đánh giá bãi đỗ xe tự động thực tế, rút ưu, nhược điểm đồng thời phân tích số loại hình bãi đỗ xe tự động lựa chọn phương án thực mơ hình bãi đỗ xe tự động phù hợp giải vấn đề đặt đồ án Trong phương án bãi đỗ xe lựa chọn bãi đỗ xe dạng thang nâng Để lập trình điều khiển mơ hình bãi đỗ xe tự động, nhóm chọn sử dụng PLC S7-1200 làm thiết bị lập trình điều khiển chính, có nhiệm vụ xử lý cơng việc hệ thống việc điều khiển lấy xe hay trả xe cho khách, Mơ hình có khả hoạt động hai chế độ tự động tay Bằng cách áp dụng cơng nghệ nhận dạng sóng vơ tuyến RFID, hệ thống có khả hoạt động hoàn toàn tự động thao tác quét thẻ Nhưng có khả hoạt động tay thơng qua giao diện điều khiển, giám sát WinCC Việc xử lý tín hiệu quét thẻ thực Arduino mega 2560 kết hợp giao thức truyền thông Modbus TCP/IP để giao tiếp gửi liệu mã thẻ xử lý cho PLC S7-1200 Tiếp theo, nhóm thiết kế sơ đồ khối, lưu đồ giải thuật, đưa nguyên lý hoạt động cho tồn hệ thống, từ xây dựng chương trình điều khiển, giám sát WinCC chương trình xử lý mã thẻ RFID truyền thông Modbus TCP/IP gửi liệu mã thẻ xử lý từ Arduino mega 2560 sang PLC S7-1200 Thiết kế vẽ khung khí, vẽ tủ điện sơ đồ dây thiết bị điện hệ thống Thiết kế giao diện điều khiển giám sát WinCC chế độ hoạt động tự động tay TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận Sinh viên thực hiện: Huỳnh Duy Khánh MSV: 1811505520122 Trương Tấn Tài MSV: 1811505520247 Tên đề tài: Nghiên cứu, chế tạo lập trình điều khiển mơ hình bãi đỗ xe tự động Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Mô hình bãi đỗ xe tự động tối thiểu chỗ đỗ - Lập trình điều khiển dùng PLC S7-1200 giám sát WinCC - Mơ hình hoạt động hai chế độ: điều khiển tay tự động - Hệ thống đỗ lấy xe thông qua thẻ nhớ tự động Nội dung đồ án: - Tổng quan vấn đề đỗ xe đô thi - Nghiên cứu, khảo sát đánh giá hệ thống đỗ xe tự động thực tế - Thiết kế, chế tạo, lập trình điều khiển giám sát mơ hình bãi đỗ xe tự động - Nhận xét, đánh giá hướng phát triển đồ án Các sản phẩm dự kiến - Báo cáo đồ án tốt nghiệp - Mơ hình bãi đỗ xe tự động - Chương trình điều khiển dùng PLC S7-1200 giám sát WinCC - Các vẽ thiết kế mơ hình Ngày giao đồ án:21/2/2022 Ngày nộp đồ án:30/5/2022 Trưởng Bộ môn Đà Nẵng, ngày 21 tháng năm 2022 Người hướng dẫn TS Nguyễn Đức Quận LỜI NÓI ĐẦU Với thực tế xã hội tiến không ngừng phát triển, nhu cầu lại người dân tăng cao, đặc biệt nhu cầu sở hữu phương tiện cá nhân ngày tăng, đô thị lớn, chuyện thiếu bãi đỗ xe vấn đề nan giải Thực trạng bãi đỗ xe nước ta chủ yếu bãi đỗ xe truyền thống, hệ thống giao thông dày đặc, bãi đỗ không đủ đáp ứng nhu cầu đỗ xe người dân, trình gửi/trả xe nhiều thời gian công sức Đồng thời bãi đỗ xe dạng sử dụng nhiều diện tích đất diện tích đất đai ngày thu hẹp Thực tế, việc xây dựng bãi đỗ xe truyền thống phụ thuộc nhiều vào diện tích đất, đặc biệt thị lớn, việc gần thực Để giải vấn đề này, nhờ tiến khoa học kỹ thuật, nhiều loại hình bãi đỗ xe thơng minh đời, đáng ý loại hình bãi đỗ xe thơng minh dạng thang nâng Với mong muốn nghiên cứu tạo hệ thống bãi đỗ xe thơng minh đơn giản có khả năng tự động hoá cao, vừa tiết kiệm thời gian đỗ/trả xe, vừa không cần sử dụng nhiều diện tích đất, góp phần giải vấn đề tồn đọng thực tế Trong đề tài “Nghiên cứu, chế tạo lập trình điều khiển mơ hình bãi đỗ xe tự động” này, chúng em đưa mơ hình bãi đỗ xe thơng minh thu nhỏ để có góc nhìn tổng quan bãi đỗ xe thông minh thực tế Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp này, nhóm phải trải qua biết vơ vàng khó khăn, thách thức Từ lúc bắt đầu thực lúc hồn thành, ln ln có sai sót xảy Sai sót lần chạy thử nghiệm hệ thống, từ khâu đơn giản khâu phức tạp, lỗi liên tiếp xảy ngày ngày lại xuất thêm lỗi Sai sót lần viết báo cáo, từ lỗi đánh máy hay câu từ chưa thể rõ vấn đề để người đọc dễ hình dung Nhưng dù sao, với tinh thần tâm, nổ lực, cố gắng không ngừng nghỉ nhóm suốt thời gian thực đề tài, nhóm hồn thành tốt nhiệm vụ đề tài với kết đạt khả quan, nhiên, thời gian, kinh nghiệm kiến thức có hạn, có nhiều thiếu sót Nhóm mong nhận góp ý từ quý thầy cơ, bạn, anh chị khố trước để đề tài hồn thiện tốt Cuối cùng, nhóm xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TS Nguyễn Đức Quận, giảng viên Khoa Điện - Điện tử Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng, người tận tình hướng dẫn giúp đỡ nhóm suốt thời gian thực đề tài Xin chân thành cảm ơn! i CAM ĐOAN Trong trình thực đề tài này, chúng em có tham khảo tài liệu đề tài có trước khơng chép từ nguồn tài liệu hay đề tài khác Tất tài liệu tham khảo trích dẫn nguồn thích rõ ràng Nhóm chúng em xin chịu hồn tồn trách nhiệm trước mơn khoa cam đoan Sinh viên thực Sinh viên thực (chữ ký, họ tên sinh viên) (chữ ký, họ tên sinh viên) Huỳnh Duy Khánh Trương Tấn Tài ii MỤC LỤC Nhận xét người hướng dẫn Nhận xét người phản biện Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp Lời nói đầu i Cam đoan ii Mục lục iii Danh sách bảng, hình vẽ vii Danh sách ký hiệu .x Danh sách chữ viết tắt xi Trang MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN .3 1.1 Tổng quan vấn đề đỗ xe đô thị 1.1.1 Đặt vấn đề 1.1.2 Thực tế tình hình giao thơng chung .3 1.1.3 Thực tế bãi đỗ xe tự động .4 1.2 Khảo sát, đánh giá bãi đỗ xe thơng minh có thành phố Đà Nẵng 1.3 Phân tích số phương án thực bãi đỗ xe tự động 1.3.1 Bãi đỗ xe dạng xếp hình 1.3.2 Hệ thống bãi đỗ xe xoay vòng đứng 1.3.3 Bãi đỗ xe thông minh dạng trụ 1.3.4 Bãi đỗ xe di chuyển thang nâng 1.4 Lựa chọn phương án thực mơ hình bãi đỗ xe tự động Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .10 iii 2.1 Giới thiệu công nghệ RFID .10 2.2 Giới thiệu giao thức truyền thông Modbus 11 2.3 Giới thiệu giao thức truyền thông Modbus TCP/IP .12 2.4 Giới thiệu số phần mềm lập trình đề tài 13 2.4.1 Phần mềm TIA Portal 13 2.4.2 Phần mềm Arduino IDE 13 2.5 Giới thiệu số thiết bị sử dụng đề tài 14 2.5.1 PLC S7-1200 .14 2.5.1.1 Tổng quan PLC S7-1200 14 2.5.1.2 Cấu trúc 15 2.5.1.3 Thông số kỹ thuật 16 2.5.1.4 Nguyên lý hoạt động 16 2.5.2 Arduino mega 2560 17 2.5.2.1 Tổng quan 17 2.5.2.2 Thông số kỹ thuật 17 2.5.2.3 Bộ nhớ 18 2.5.2.4 Các chân vào 18 2.5.3 Module Ethernet Shield W5100 19 2.5.3.1 Tổng quan 19 2.5.3.2 Thông số kỹ thuật 19 2.5.3.3 Nguyên lý hoạt động 19 2.5.4 Module RFID RC522 20 2.5.4.1 Tổng quan 20 2.5.4.2 Thông số kỹ thuật 20 2.5.4.3 Nguyên lý hoạt động 21 2.5.5 Động bước 21 2.5.5.1 Tổng quan 21 2.5.5.2 Thông số kỹ thuật 21 iv Phụ lục Phụ lục Phụ lục Chương trình số 10 – Nâng xe Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Chương trình số 11 – Hạ xe Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục ... 1811505520247 Tên đề tài: Nghiên cứu, chế tạo lập trình điều khiển mơ hình bãi đỗ xe tự động Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Mơ hình bãi đỗ xe tự động tối thiểu chỗ đỗ - Lập trình điều khiển dùng PLC S7-1200... Quận Nghiên cứu, chế tạo lập trình điều khiển mơ hình bãi đỗ xe tự động Hình 1.3 Hệ thống bãi đỗ xe xoay vòng đứng − Ưu điểm: Tiết kiệm diện tích, hệ thống hồn tồn hoạt động độc lập tự động, ... dẫn: TS Nguyễn Đức Quận Nghiên cứu, chế tạo lập trình điều khiển mơ hình bãi đỗ xe tự động − Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu sau tham khảo quan sát bãi đỗ xe tự động đại với nhiều ưu