Nghiên cứu và thiết kế mô hình bãi giữ xe gắn máy tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT Ô TÔ NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MƠ HÌNH BÃI GIỮ XE GẮN MÁY TỰ ĐỘNG GVHD: SVTH: TS NGUYỄN BÁ HẢI VƯƠNG QUỐC THÀNH 13145341 PHẠM NGỌC VŨ 13145334 SKL007896 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2017 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THU T TH NH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đ T I: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ H NH EG N TỰ ĐỘNG SVTH : VƢƠNG QUỐC TH NH MSSV: 13145341 SVTH : PHẠ NGỌC V MSSV: 13145334 GVHD: TS NGUYỄN HẢI Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 I GIỮ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THU T TH NH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Đ T I: NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ H NH EG N TỰ ĐỘNG SVTH : VƢƠNG QUỐC TH NH MSSV: 13145341 SVTH : PHẠ NGỌC V MSSV: 13145334 GVHD: TS NGUYỄN HẢI Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 I GIỮ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Bộ mơn …………………………… CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm …… NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: MSSV: MSSV: Chuyên ngành: Mã ngành đào tạo: Hệ đào tạo: Mã hệ đào tạo: Khóa: Lớp: Tên đề tài Nhiệm vụ đề tài Sản phẩm đề tài Ngày giao nhiệm vụ đề tài: Ngày hoàn thành nhiệm vụ: TRƢỞNG BỘ MÔN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn …………………………… PHIẾU NH N ÉT ĐỒ N TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên……………………………MSSV:……… Hội đồng:………… Họ tên sinh viên……………………………MSSV:……… Hội đồng:………… Tên đề tài: Ngành đào tạo: Họ tên GV hướng dẫn: Ý KIẾN NH N ÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên (không đánh máy) Nhận xét kết thực ĐATN(không đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 2.3.Kết đạt được: 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt đƣợc 30 Đ ng ormat với đ y đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, hoa học hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành ph n, quy trình đáp ứng yêu c u đưa với ràng buộc thực tế 15 Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng 07 năm 2017 Giảng viên hướng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Bộ mơn …………………………… CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc PHIẾU NH N ÉT ĐỒ N TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên MSSV: ………….Hội đồng……… Họ tên sinh viên MSSV: ………….Hội đồng……… Tên đề tài: Ngành đào tạo: Họ tên GV phản biện: (Mã GV) Ý KIẾN NH N ÉT Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) Kết đạt được: Những thiếu sót tồn ĐATN: Câu hỏi: Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt đƣợc 30 Đ ng ormat với đ y đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, hoa học hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành ph n, quy trình đáp ứng yêu c u đưa với ràng buộc thực tế 15 Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng 07 năm 2017 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên) 4.4 L P CHƢƠNG TR NH ĐI U KHIỂN 4.4.1 Các ƣớc lập trình Để lập chư ng tr nh điều khiển phải xuất phát từ yêu cầu công nghệ đ i tượng điều khiển Từ yêu cầu cơng nghệ xây d ng thuật tốn điều khiển, xây d ng ogic điều khiển ước cu i xây d ng thuật toán s đồ logic, dùng ngơn ng lập trình để vi t chư ng tr nh điều khiển Các bước lập trình mơ tả sau: Cơng nghệ Thuật tốn Sơ đồ logic Lập trình Hình 4.6: S đồ bước để lập trình Từ thuật tốn hay ogic điều hiển vạch hướng để vi t chư ng tr nh hướng phải xuất phát từ yêu cầu công nghệ Chư ng tr nh điều hiển vi t cho P C th c chất mô tả m i hên phần tử định nghĩa sẵn P C, mà m i iên t gi a t quy t định ch c hệ th ng Do việc ập chư ng tr nh điều hiển cho P C việc chép ại s đồ ogic điều hiển n i dây ngôn ng ập tr nh Khi vi t chư ng tr nh cần phải xét đ n tr nh t xử ý tín hiệu vịng qt hệ điều hành Tr nh t phải theo trật t ogic, đ i với P C oại S7-200 ngồi phần tử c cịn có ch c hác, định nghĩa vi xử ý điều cho phép dễ dàng ập tr nh ogic điều hiển tuỳ theo ngôn ng ệnh ch c Việc iểm tra chư ng tr nh th c gián ti p thông qua s đồ ogic việc chuyển s đồ ogic thành chư ng tr nh thuận tiện có sai sót Do điều iện th c t có mơ h nh để chạy thử iểm tra chư ng tr nh, nên đồ án em d ng phư ng pháp ập chư ng tr nh điều hiển thơng qua s đồ thuật tốn 52 4.4.2 Gán địa vào 4.4.2.1 Các tín hiệu đầu vào ảng 4.1: Các tín hiệu đầu vào I1.0 Nút gửi I0.5 Nút I0.7 Nút RESET I0.6 s I0.4 s I0.0 s I0.2 s I0.3 s I0.1 s I1.1 Công t c hành tr nh I1.2 Công t c hành tr nh I1.3 Công t c hành tr nh I1.4 Cảm bi n he I1.5 Công t c hành tr nh I2.0 Công t c hành tr nh I2.1 Cảm bi n he 53 4.4.2.2 Các tín hiệu đầu ảng 4.2: Các tín hiệu đầu Q2.1 Động c Q2.0 Động c xu ng Q0.2 Động c vào Q0.3 Động c Q0.4 Động c phải Q0.5 Động c trái Q0.6 ed Q0.7 ed gửi ên 54 4.4.3 Thuật toán điều khiển 4.4.3.1 Thuật toán điều hiển cho P C START RESET State Gửi xe xe State State Chọn vị trí gửi xe Chọn vị trí cất xe State State Tới vị trí IN Tới vị trí xe LState 5.1 State 4.1 xe xe Về vị trí chờ State 5.2 State 4.2 Tới vị trí gửi Tới vị trí OUT State State 5.3 Cất xe State 4.3 Xe Hình 4.7: Thuật tốn điều khiển cho PLC 55  Lệnh Start: reset Start Reset State Hình 4.8: kh i Start Input: reset; Output: state Khi nhấn reset th state=1, đồng thời xóa ô nhớ ưu giá trị vị trí mong mu n 0; chư ng tr nh nhảy vào th c trình State  State 1: chọn cất xe vào lấy xe Cất xe vào Lấy xe State State Hình 4.9:Kh i State Input: cất xe vào, lấy xe Output: state, đèn báo Khi nhấn nút “gửi xe vào” th state=3 Khi nhấn nút “ xe ra” th state=2  Khi state=3, chương trình nhảy vào thực khối State  Trạng thái State 3: chọn vị tr để gửi xe vào bãi gửi state Chọn vị trí cất xe Statesst vị trí mu n gửi Hình 4.10: Kh i State Input: Chọn vị trí gửi xe Output: State=5.Các ô 1, 2,3,4,5 56  Trạng thái State 5: Thực di chuyển đ n vị tr In để lấy xe lên khung, di chuyển khung chứa xe đ n vị trí chọn gửi, cất xe vào vị trí đ chọn Quay lại trạng thái chờ an đầu để cất xe vào/ lấy xe Công t c hành tr nh state Công t c hành tr nh Công t c hành tr nh Cảm bi n he Công t c hành tr nh Động c trái State Động c phải Động c vào Động c Động c ên Động c xu ng Hình 4.11: Trạng thái State Input: vị trí ên xu ng,ra vào, quay trái phải đọc về: giá trị cảm bi n công t c hành tr nh đọc xử lý khung nâng di chuyển Được th c chư ng tr nh cất xe Các công t c hành tr nh cảm bi n he để giới hạn hành tr nh động c “ra vào”, “ ên xu ng”, “trái phải” Output: động c quay trái-phải, động c -vào, động c ên -xu ng Th c di chuyển khung nâng 57 Output: state=1, th c cất xe vào bãi hoàn tất, trở trạng thái b t đầu hệ th ng chờ ti p lệnh “cất xe vào/ lấy xe ra” từ người dùng  Tương tự, state=2, chương trình nhảy vào thực khối State  Trạng thái State 2: chọn vị trí lấy xe  Trạng thái State 4: thực di chuyển n ng đ n vị trí chọn, khung nâng lấy xe cho vào khung, di chuyển đ n vị trí Out, trả xe cho khách, di chuyển khung nâng vị tr c i đặt chờ, state =1 Quay lại trạng thái chờ an đầu để cất xe vào/ lấy xe 4.4.3.2 Thuật tốn q trình gửi xe lấy xe 4.4.3.2.1 Quá tr nh gửi xe Khi báo có xe, lệnh gửi xe yêu cầu Khi tr nh cất xe b t đầu START: Giải thích: Gửi s Trạng thái(1):Lệnh gửi xe b t đầu, động c chuyển động, chạm công t c hành tr nh th động c dừng, k t thúc trạng thái (1) Trạng thái (2) b t đầu Trạng thái (2): Chạm công t c hành tr nh động c ên nâng xe từ IN, k t thúc trạng thái (2), trình cất xe chuyển sang trạng thái (3) Trạng thái (3):Gặp cảm bi n he đ m (CO =2 ) th động c vào chạm công t c hành tr nh 2, t thúc trình (3) Trạng thái (4) b t đầu Trạng thái (4):Trạng thái (4) ,chạm công t c hành tr nh động c xoay sang phải chạm cảm bi n he t thúc trình Ti p theo, trạng thái (5) th c thi Trạng thái (5), Trạng thái (5) th c hiện, chạm cảm bi n he động c ên đ n hi cảm bi n he đ m ( CO =2) t thúc trình Ti p theo, trạng thái (6) th c thi Trạng thái (6): Cảm bi n he đ m ( CO =2) , động c chuyển động đưa xe vào vị trí cất xe s dừng hi chạm công t c hành tr nh 1, t thúc trạng thái (6) Quá tr nh gửi xe chuyển sang trạng thái (7) Trạng thái (7): Chạm công t c hành tr nh động c xu ng th c nhiệm vụ đặt xe xu ng vị trí s , úc cảm bi n he đ m ( CO =4) th dừng ại Ti p tục trạng thái (8) 58 Trạng thái (8): Cảm bi n he đ m ( CO =4) động c vào hoạt động Chạm công t c hành tr nh th dừng Sau chuyển sang trạng thái (9) Trạng thái (9): Chạm công t c hành tr nh th động c quay trái chạm công t c hành tr nh th K t thúc trạng thái (9), trạng thái (10) b t đầu Trạng thái (10): Trái chạm công t c hành tr nh động c xu ng hoạt động chạm công t c hành tr nh 6.K t thúc trạng thái (10), trạng thái (11) b t đầu Trạng thái (11): Chạm công t c hành tr nh th tr nh cất xe hoàn tất, hệ th ng quay trạng thái chờ gửi/ xe ti p theo 4.4.3.2.2 Quá tr nh lấy xe Khi lệnh lấy xe yêu cầu th tr nh xe b t đầu START: Giải thích: Ví dụ Tư ng t tr nh Gửi xe, thủ thuật trình lấy xe th c tuần t qua trạng thái từ lúc b t đầu đ n k t thúc Trạng thái (1) :Khi nhấn nút chọn ô s động c quay phải chạm công t c hành tr nh K t thúc trạng thái (1), trình chuyển sang trạng thái (2) Trạng thái (2): Chạm công t c hành tr nh động c ên cảm bi n he đ m (CO=3) K t thúc trạng thái (2), trình chuyển sang trạng thái (3) Trạng thái (3): Cảm bi n he đ m (CO=3) th động c chạm công t c hành tr nh th t thúc trạng thái (3) Qúa trình lấy xe chuyển sang trạng thái (4) Trạng thái (4): Chạm công t c hành tr nh 1th động c xe, cảm bi n he đ m (CO=4) ên nâng xe ên hỏi vị trí cất t thúc trạng thái (4), trình lấy xe ti p tục trạng thái (5) Trạng thái (5): Cảm bi n he đ m (CO=4)th động c vào chạm công t c hành tr nh th t thúc trạng thái (5) Ti p tục trạng thái (6) th c thi Trạng thái (6): Chạm công t c hành tr nh th động c xoay trái chạm công t c hành tr nh t thúc trạng thái (6), trình chuyển sang trạng thái (7) Trạng thái (7): Chạm công t c hành tr nh th động c xu ng , cảm bi n he đ m (CO =7) K t thúc trinh (7), trình b t đầu chuyển sang trình (8) 59 Trạng thái (8): Cảm bi n he đ m (CO =7) th động c đưa xe vào vị trị OUT , chạm công t c hành tr nh th t thúc trạng thái (8) Ti p tục trạng thái (9) th c Trạng thái (9): Chạm công t c hành tr nh động c xu ng th c chạm công t c hành tr nh t thúc trạng thái (9) Chuyển qua trạng thái (10) Trạng thái (10 ): Chạm công t c hành tr nh động c vào th c , chạm công t c hành tr nh th t thúc trạng thái, Sau cùng, trạng thái (11) th c Trạng thái (11): Chạm công t c hành tr nh Quá tr nh xe k t thúc, hệ th ng quay trạng thái chờ gửi / xe ti p theo 4.4.4 Sơ đồ mạch điện H nh 4.12: S đồ mạch điện 60 H nh 4.13: Mạch đảo chiều động c  Nguyên ý:  Khi có tín hiệu Q.03 ên m c Re ay Ra đóng ại mạch ín động c hoạt động  Khi có tín hiệu Q.02 ên m c Re ay Vào đóng ại mạch ín động c vào hoạt động Tư ng t động c ên-xu ng động c quay trái-phải c ng hoạt động tư ng tư, động c quay trái-phải cấp nguồn 5V 61 Chƣơng KẾT U N V Đ NGHỊ K t đạt đƣợc 5.1 - Xây d ng mô h nh c hí mơ tả hoạt động hệ th ng bãi gi xe x p tầng 5.2 Xây d ng thuật tốn lập trình cho hệ th ng chạy ổn định K t luận Đề tài: “Nghiên cứu v thi t m h nh i giữ xe g n máy tự động” mơ hình th c t Phần quan trọng đề tài thi t k thi cơng mơ hình bãi gi xe gửi xe cách t động Để hoàn thành đề tài nhóm th c sử dụng nh ng tính P C Siemens c ng phư ng pháp truyền gửi d liệu … Việc ng dụng đề tài vào th c t cần thi t đ i với tình hình th c t nước ta thành ph lớn Tuy nhiên, đề tài áp dụng th c t cần xem xét đ n kinh phí xây d ng việc thi cơng mơ h nh địi hỏi kinh phí cao Thơng qua đề th c s giúp em hiểu bi t rõ ràng h n nh ng g em học su t thời gian qua Qua em c ng dịp mở rộng tầm hiểu bi t mảng ki n th c PLC ,một ng dụng t i ưu nghành t động hóa Đ i với em, đồ án th c s phù hợp với nh ng ki n th c em tích y Do tr nh độ c ng nhận th c có hạn, cộng với việc thi u th n tài liệu tham khảo thời gian nghiên c u, tìm hiểu đề tài cịn hạn ch nên d c c g ng ch c đồ án cịn nhiều thi u sót Em mong thầy cô châm trước nhận s bảo tận tình thầy để hiểu h n ti p cận gần h n với công nghệ Em xin chân thành cảm n thầy giáo TS Nguyễn Hải hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án Đồng thời em c ng xin cảm n tất thầy cô dạy dỗ em nh ng năm học vừa qua, nhờ thầy cô em có nh ng ki n th c ngày hơm Đó nh ng ki n th c c giúp em th c t t nhiệm vụ t t nghiệp tảng cho công việc sau em 62 5.3 Những hạn ch đề t i v định hƣớng phát triển đề tài Do mơ hình dùng cho mục đích t m hiểu thử nghiệm nên kích cỡ nhỏ h n nhiều so với th c t (tuy phải đảm bảo nguyên t c thi t k ) Để t i ưu hóa diện tích mặt bằng, xây d ng hệ th ng đơi, khung có nhiều tầng, khung nâng lấy xe hai hướng C cấu xe chưa th c s hồn hảo Do đó, chúng em mong mu n phát triển c cấu xe thành c cấu ẹp bánh xe vào pallet V c cấu ẹp bánh đảm bảo tính xác, lúc khung nâng di chuyển xe ổn định h n Ngồi mơ h nh chưa có tính bảo mật an tồn cho người gửi xe Do chúng em mong mu n phát triển thêm hệ th ng nhận diện thẻ từ, cịn phát triển k p hợp nhận dạng biển s , hệ th ng quản lý dấu vân tay k t hợp với hệ th ng nhận diện bảng s K t hợp hệ th ng chuyển nguồn t động ATS để phòng trường hợp điện ưới gây s c cho hệ th ng Sử dụng nhiều cảm bi n tăng thêm độ xác tính an tồn cho hệ th ng 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO  T i liệu ti ng Việt: [1] Nguyễn Đ c Thành (2005) Đo lường điều hiển máy tính, nhà xuất đại học qu c gia TP.HCM [2] Trần Văn Hi u (2015) Tự động hóa PLC S7-200 với TIA PORTAL, nhà xuất hoa học ỹ thuật [3] Hồng Minh Trí Tự động hóa q trình cơng nghệ Khoa Điện-Điện tử, trường đại học ách Khoa TP.HCM  T i liệu ti ng Anh: [4] S7-200 System Manual [5] Getting started with S7-200  T i liệu từ Website: https://support.automation.siemens.com http://plcvietnam.com.vn/forum http://www.payitforward.edu.vn https://www.youtube.com/user/Siemens/videos 64 65 ... nâng Hệ th ng Mỗi xe hạ theo trục lập tr nh để chọn đặt thẳng đ ng cách di bàn th c chuyển nâng di chuyển chuyển để tăng ngang để đưa xe cho lấy xe hiệu x p nhanh xe vào xe ra, vào di chuyển hệ... tính Máy tính theo dõi trạng thái xe ( có xe khơng có xe ) Mỗi hi tr nh ưu xe lấy xe hoàn thành, máy tính cập nhật trạng thái gian để xác định vị trí có xe để vào vị trí tr ng Phư ng pháp định... hướng có lợi xe di chuyển vào hệ th ng Thường d ng trường hợp hệ th ng có l i chung cho việc gửi xe lấy xe nên việc xoay đầu xe theo hướng di chuyển thuận tiện cho khách hàng Tùy theo qui mô, diện