Hệ thống bãi đỗ xe thông minh

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ BÁO CÁO ĐỒ ÁN MƠN: ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ ĐIỆN TỬ Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống bãi đỗ xe thông minh Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Đức Minh Lớp: Cơ điện tử 03 – K14 Họ tên sinh viên: Dương Thị Thương 2019604429 Vũ Công Thức 2019604359 Lưu Quốc Tuấn 2019605587 Nhóm: Khoa khí Hà Nội 2022 PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM I Thơng tin chung Tên lớp: ME6052.1 Khóa: 14 Tên nhóm : Nhóm Họ tên thành viên: Vũ Công Thức MSV: 2019604359 Lớp: CĐT – K14 Dương Thị Thương MSV: 2019604429 Lớp: CĐT – K14 Lưu Quốc Tuấn MSV: 2019605587 Lớp: CĐT – K14 II Nội dung học tập Tên chủ đề: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống bãi đỗ xe thông minh Hoạt động sinh viên - Nội dung 1: Tổng quan hệ thống (L4.2) - Nội dung 2: Cơ sở lý thuyết hệ thống (L4.2) - Nội dung 3: Tính tốn, thiết kế mơ hình hệ thống (L4.1, L4.3) - Nội dung 4: Viết báo cáo Sản phẩm nghiên cứu: Báo cáo thu hoạch mơ hình sản phẩm (nếu có) III Nhiệm vụ học tập Hồn thành đồ án theo thời gian quy định (từ ngày 13/03/2022 đến ngày 20/06/2022) Báo cáo nội dung nghiên cứu theo chủ đề giao trước hội đồng đánh giá IV Học liệu thực tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án Tài liệu học tập: [1] Tài liệu hướng dẫn đồ án môn học Cơ Điện tử, Bộ môn Cơ điện tử [2] Nguyễn Văn Khang, Nguyễn Phong Điền, Cơ điện tử, NXB KH&KT Phương tiện, nguyên liệu thực tiểu luận, tập lớn, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính, linh kiện dụng cụ điện tử theo nhu cầu sử dụng KHOA CƠ KHÍ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TS Nguyễn Anh Tú ThS Nguyễn Đức Minh MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU LỜI NÓI ĐẦU Trong xu hướng phát triển không ngừng công nghệ đại tiên tiến ngày phát triển thập kỷ qua , công nghệ kỹ thuật ngày phát triển vượt bậc theo Các vi mạch với khả tích hợp ngày lớn , tốc dộ xử lý ngày nâng cao xác, giá thành rẻ Ban đầu, iC chế tạo với chức chuyên dụng , linh kiện đa đời Vi xử lý linh kiện cho phép hoạt động theo chương trình mà người sử dụng đặt , ứng dụng nhiều lĩnh vực Đời sống xã hội ngày thay đổi, bên cạnh tiến vấn đề nảy sinh nhiều, đặc biệt quy mô hoạt động tổ chức mở rộng nhiều trường hợp , việc quản lý trở nên vơ khó khan số lượng đối tượng quản lý lớn , làm cho hoạt động bị trì trệ , nhiều thời gian mà lại không hiệu Do hệ thống tự dồng điều tiết giúp cho người dễ dàng việc giám sát, đảm bảo tính cơng bằng, đặc biệt tiến hoạt dộng xã hội Bằng ý tưởng có tính ứng cao ngồi thực tế, chúng em lựa chọn đề tài:” HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE THÔNG MINH” trực tiếp thầy Nguyễn Đức Minh hướng dẫn Hệ thống có khả tự động nhận biết số loại biển số xe ô tô, xe máy, xe máy điện … Đây hệ thống ứng dụng nhiều thực tế sống hang ngày tòa dân cư , bãi đỗ xe , trạm thu phí … Nơi mà cần hệ thống quản lý tốt xe nơi đơng người Dưới kiểm sốt hệ thống này, Quá trình quản lý diễn tốt , đảm bảo hiệu CHƯƠNG I : TỔNG QUAN HỆ THỐNG 1.1Lịch sử hình thành bãi đỗ xe thông minh Ngày nay, đô thị phát triển, số lượng phương tiện ngày tăng theo cấp số nhân Ngồi áp lực giao thơng động, áp lực giao thông tĩnh đè nặng lên sở hạ tầng, ảnh hưởng định tới tăng trưởng kinh tế Vì bãi đỗ xe thông đời đáp ứng nhịp sống vội vã thị đại, đồng thời giải nhiều vấn đề cộm hình thức giữ xe thủ cơng Tìm hiểu lịch sử đời phát triển bãi đỗ xe tự động giới giúp có nhìn tổng quan giải pháp thơng minh đóng góp lớn vào sống đại tiện nghi người 1.2 Nhà giữ xe thuở sơ khai Khi xe ngày nhiều lên, cần có nhiều khơng gian cho dòng xe đồ sộ Một bãi đỗ xe xây dựng cẩn thận với đầy đủ trang thiết bị trở thành vấn đề lớn nhà lãnh đạo lại bắt đầu tìm giải pháp Hình 1.1 Bãi đỗ xe thuở sơ khai Những xe không làm từ chất liệu cao cấp ngày Vào thời đó, xe “nhạy cảm” chống chịu với thời tiết mưa, nắng, lạnh giá thất thường Do họ phải đậu xe khu vực có mái che bảo vệ khỏi điều kiện thời tiết Các bãi đậu xe rào chắn khu phố, bạn thấy sơ sài 1.3 Những bãi đỗ xe sử dụng a) Hệ thống bãi đậu xe cao tầng dạng tháp Hệ thống đỗ xe cao tầng dạng tháp đánh giá mơ hình đỗ xe tự động đại vào thời điểm Điều khiển tự động hồn tồn, người lái khơng phải điều khiển xe từ lúc xe vào đến lúc khỏi bãi đậu xe Hình Bãi đỗ xe tự động dạng trụ • Ưu điểm - Hệ thống tháp đỗ xe cấu tạo thép nên việc lắp ráp di chuyển dễ nhanh - Hệ thống tháp xe xây dựng diện tích đất nhỏ khoảng 55 – 60m vng triển khai • Nhược điểm - Chi phí xây dựng cao so với hệ thống đỗ xe tự động khác - Thường phải xây dựng liền với cơng trình cao tầng, khơng phải xây dựng khung móng chắn b) Hệ thống đỗ xe tự động xếp hình Có thể nói hệ thống bãi đỗ xe tự động xếp hình câu trả lời xác cho nhà quản lý, chủ đầu tư muốn tìm kiếm giải pháp đỗ xe thơng minh đại, an tồn với chi phí tiết kiệm nhất! Đặc điểm bãi đỗ xe tự động xếp hình • Mỗi xe để sàn pallet; • Các sàn pallet tích hợp cấu chuyển động độc lập • Số tầng để xe tối ưu: Từ – tầng; • Số dãy để xe tối ưu cho block: – dãy Hình 1.3 Hệ thống đỗ xe xếp hình xây mặt đất - Ưu điểm: - Dễ dàng cất / lấy xe, xe vào vị trí giống bãi đỗ xe thông thường; - Thao tác đơn giản, sàn pallet chuyển động tự động để sàn pallet chứa xe cần lấy xuống vị trí tầng vào ra; - Dễ dàng lắp đặt tháo dỡ (khi cần chuyển sang vị trí khác) - Nhược điểm: - Thời gian lấy xe/gửi xe lâu so với để xe bãi đỗ xe thông thường; - Hệ thống vận hành theo kiểu bán tự động nên lái xe phải tự lái xe vào vị trí pallet đỗ xe; - Một số chi phí bảo trì phát sinh thêm sau hết thời gian bảo hành c) Hệ thống đỗ xe tự động xoay vịng Hiện có hai loại hệ thống đỗ xe tự động xoay vịng hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng đứng hệ thống đỗ xe tự động xoay vịng ngang Mỗi loại có thiết kế riêng áp dụng cho vị trí, địa điểm khác Hình Hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng đứng Hệ thống đỗ xe xoay vịng đứng bãi đỗ khơng cần diện tích sàn lớn Với diện tích đủ cho hai chỗ đậu xe với thiết kế, công nghệ thông minh, chứa 12 tới 16 xe (tùy xe sedan hay xe suv) - Ưu điểm: - Thiết kế bãi đỗ xe tự động xe quay vịng đứng lắp đặt nơi có khơng gian nhỏ có diện tích khoảng 30m, thích hợp với hầu hết công sở, bãi đỗ xe truyền thống, công ty khai thác điểm đỗ… - Hệ thống điều khiển đơn giản dễ sử dụng, di chuyển hệ thống đỗ xe quay vòng từ nơi qua nơi khác - Chi phí bảo trì bảo dưỡng cho hệ thống đỗ xe không cao - Nhược điểm: - Chỗ đỗ xe hạn chế để từ 8-16 xe/hệ thống , riêng xe SUV lớn số lượng khoảng 6-8 xe để đảm bảo an toàn cho hệ thống - Trong trường hợp nhu cầu xe lớn 16 phải lắp thêm hệ thống bãi đỗ xe khác  Qua thảo luận nhóm bọn em định thiết kế bãi đỗ xe xoay vịng vì: − Tiết kiệm diện tích: Hệ thống tận dụng tồn thể tích khơng gian nhờ vào khai thác chiều cao không gian Bằng việc lưu giữ xe độ cao định so với mặt đất, số lượng xe mà trạm giữ xe tự động chứa gấp hàng chục lần so với bãi giữ ô tô thơng thường − Tiết kiệm thời gian: Thay khách hàng phải tự tìm chổ để xe bãi xe thơng thường khó khăn cao điểm, với bãi giữ xe tự động khách hàng cần đưa ôtô vào trạm đầu nhập liệu an tâm khỏi xe làm việc khác 1.4 Phương pháp nghiên cứu Bãi đỗ xe thông minh dự án xây dựng cơng trình thực tế phức tạp địi hỏi kết hợp vận dụng kiến thức liên ngành cách linh hoạt nhằm đạt tính thơng minh cho tồn hệ thống Trong q trình làm đồ án, nhóm áp dụng phương pháp nghiên cứu sau: + Nghiên cứu bãi đỗ xe thông minh lý thuyết: tham khảo tài liệu liên quan, tổng hợp, phân tích số liệu thống kê + Nghiên cứu mơ hình bãi đỗ xe thơng có sẵn thực tế Áp dụng phương pháp học thiết kế điện tử vào xây dựng mơ hình: + Tìm hiểu ngun lý làm việc, quy trình cơng nghệ hệ thống, hệ thống khí, hệ thống điều khiển, hệ thống cảm biến, cấu chấp hành … + Thiết kế hệ thống 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài − Tiết kiệm thời gian nhiên liệu, hao mòn xe; tránh xung đột có va chạm tiến lùi xe vào chỗ đỗ, cao điểm − Giảm thiểu khách hàng khiếu nại nhân viên điều tiết nhầm lẫn; hay nhân viên quan sát tổng không cập nhật thông tin tức thời; tốn nhiều thời gian chạy vòng vòng bãi để tìm chỗ đậu,… − Thiết bị chất lượng cao; hệ thống hoạt động bền bỉ, liên tục, lâu dài − Thu hút khách hàng không đến từ tòa nhà bãi giữ xe, mà khách hàng đến địa điểm gần đó, nhờ tăng doanh thu, nhanh lấy lại vốn đầu tư − Hạn chế việc đền bù nguy thiệt hại cho xe − Xuất báo cáo cần thiết, hiểu thói quen chủ phương tiện “sở thích” vị trí thời gian đậu xe, nhờ đặt vị trí quảng cáo phù hợp, giúp tăng thu nhập 10 GT Designer phần mềm hỗ trợ lập trình HMI với dịng HMI Mitsubishi ngồi việc Download chương trình xuống cho hình GT Designer cịn hỗ trợ cho việc mơ máy trính thơng qua phần mềm hỗ trợ simulator để người dùng dẽ dàng việc tiếp cận toán thực tế 3.3 Cấu hình GT Designer Thơng thường ta có ba lựa chọn cấu hình thiết kế WinCC: • Single-User Project: Đây thiết kế trạm vận hành đơn Việc tạo cấu hình, kết nối với bus trình lưu trữ liệu project thực • Multi-User Project: Cho phép cấu hình nhiều Client vào sever, tất làm việc chung project Tối đa 16 client truy cập vào sever Có thể đặt cấu hình sever vài client Dữ liệu project lưu giữ sever cung cấp cho client, client thực vận hành hệ thống • Multi-Client Project: Đây loại project mà client truy cập vào nhiều sever Trong đây, em làm theo cấu hình “Single-User Project” Sau tạo dự án ta có giao diện hình sau: Hình 3.30 Giao diện làm việc GT Designer 3.3.3 Các module chức GT Designer Bằng cách xây dựng dự án soạn thảo hiển thị cửa sổ GT Designer 3, soạn thảo gọi Subsystem Sau Subsystem quan trọng của GT Designer 3: • Thiết kế đồ họa (Graphic Designer): Hiển thị liên kết hình ảnh q trình • Ấn Action (Graphic Script): Tạo thuộc tính động project cho yêu cầu riêng • Hệ thống cảnh báo (Alarm Logging): đưa thơng báo, cảnh báo • Lưu trữ giá trị đo trình (Tag Logging): Lập báo cáo tình trạng hệ thống • User Adminstratin soạn thảo sử dụng để đăng ký quyền điều hành User Administrator • The Report System: soạn thảo dùng để tạo lớp báo cáo Report Designer 3.3.4Kết nối giao diện GT Designer với PLC a Mục đích kết nối Để nhằm mục đích điều khiển giám sát hệ thống cách hiệu quả, nên ta chọn giải pháp thiết lập giao diện người máy Phần giao diện viết phần mềm chuyên dụng GT Designer Mitsubishi Với phần mềm giao diện cho phép ta thiết kế giao diện từ đơn giản đến phức tạp giao diện lập sau kết nối với PLC cho phép ta điều khiển giám sát tồn tình trạng hoạt động hệ thống Giúp người điều khiển quản lý tốt hệ thống từ đặt thông số hoạt động theo dõi xử lý kịp thời cố xảy người điều khiển ngồi phòng điều kiện hoạt động cho hệ thống cách xác Bởi thống tin trạng thái hoạt động lưu trữ đưa cho người điều khiển biết thông qua cảnh báo lỗi xuất xảy b Phương thức kết nối Tạo tag cho đối tượng: Sau xây dựng khối, hình, giao diện cho hệ thống cơng việc tiếp gắn tag cho đối tượng giao diện Công việc quan giúp ta thị đối tượng mong muốn chạy chương trình Tùy thuộc vào mục địch ghép nối mà ta truy cập địa vào, hay biến nhớ Nói chung, cách truy cập đảm bảo cho trình kết nối giao diện GT Designer với PLC 3.3.5 Giao diện giám sát hệ thống Màn hình chính: thể ngày giờ, Pallet vị trí thấp ( vị trí dừng, đỗ xe vào ra), Pallet gọi Hình 3.31 Giao diện giám sát hệ thống hình Từ hình chính, chạm vào nút hình tới hình quản lý vị trí bãi đỗ xe, qua giao diện người dùng biết Pallet có xe hay cịn trống Hình 3.32 Giao diện giám sát trạng thái Pallet Từ hình chính, chạm nút hình chính, tới hình điều khiển, qua giao diện người quản lý điểu khiển động hoạt động thuận, ngược Hình 3.33 Màn hình giao diện điều khiển động thuận, ngược Bánh Động điện Vòng bi KẾT LUẬN − Thiết kế thành cơng chương trình điều khiển dùng ngơn ngữ LAD điều khiển bãi đỗ xe thông minh S7-300 − Thiết kế bãi đỗ xe tự động xe quay vòng đứng lắp đặt nơi có khơng gian nhỏ có diện tích khoảng 30m, thích hợp với hầu hết công sở, bãi đỗ xe truyền thống, công ty khai thác điểm đỗ… − Thời gian thi cơng nhanh từ 10-15 ngày hồn thành hệ thống bãi đỗ xe quay vòng đứng − Tốc độ lấy xe ổn từ 2-3 phút − Cơ cấu quay vòng chiều giúp cho việc lấy xe trở nên nhanh thuận tiện − Hệ thống điều khiển đơn giản dễ sử dụng, di chuyển hệ thống đỗ xe quay vòng từ nơi qua nơi khác Những điểm hạn chế - Chỗ đỗ xe hạn chế để từ 8-16 xe/hệ thống , riêng xe SUV lớn số lượng khoảng 6-8 xe để đảm bảo an toàn cho hệ thống - Trong trường hợp nhu cầu xe lớn 16 phải lắp thêm hệ thống bãi đỗ xe khác Hướng phát triển đề tài − Để hệ thống làm việc xác có tính ứng dụng thực tiễn cao ta cần nhiều cảm biến để biết xác vị trí xe Từ đưa dẫn xác để khách hàng tìm vị trí đỗ xe nhanh chóng − Kết nối với internet để nhà đầu tư quản lý từ xa bãi đỗ xe − Phát triển thành bãi đỗ xe không dừng sử dụng công nghệ thẻ giao tiếp tầm gần RFID Sẽ giúp tiết kiệm thời gian vào bãi đỗ, giảm ùn tắc cao điểm thân thiện với môi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồng Gia Automation, Tài liệu lập trình PLC Siemens Tiếng Việt, Hoang Gia Techlogy, 18/11/2021 https://hgautomation.vn/tai-lieu-bo-lap-trinh-plc-siemens-s7-1200-tiengviet.html [Truy cập ngày 10/5/2022] Vietmatic, Hướng dẫn sử dụng TIA portal V15.1 https://www.vietmatic.com/2020/12/huong-dan-lap-trinh-plc-s7-1200-voitia.html [Truy cập ngày 13/5/2022] Nguyễn Đình Hồng, Bài Giảng hệ thống SCADA, Trung tâm thơng tin - thư viện, 30/06/2018 http://thuvienso.vlute.edu.vn/doc/bai-giang-he-thong-scada-473239.html [Truy cập ngày 16/5/2022] 4.Lê Thành Sách, Giáo trình xử lý ảnh, Trung tâm thư viện https://cuuduongthancong.com/sjdt/xu-ly-anh/le-thanh-sach/dh-bach-khoahcm?src=subject [Truy cập ngày 5/6/2022] ... = 117 720 � Momen xoắn � = Công suất � = ΠNT/60=11,775Kw Hệ số K= K1.K2.K3 Trong K1 = 1 ,25 2 hệ số tải K2 = 1,5 hệ số bôi trơn K3 = 1 ,25 hệ số làm việc ( khoảng 16h n Do K= 1 ,25 2.1,5.1 ,25 = 2, 34... định mức động Mđc= 24 92, 146.103 Nm > Mcmax Vậy động thỏa mãn điều kiện tải momen + Kiểm nghiêm momen khởi động Mc mở máy = 2Mcmax= 2. 144000 =28 8.103 Nm Ta có Mkđ= 2. Mđc =2. 24 92, 146.103= 4984,3.103... ngắn hạn � đ� = √ 14400 02 15 + 1080 02 15 + 720 02 15 + 360 02 15 = 723 14,3 �� 60 Momen định mức động cơ: Mđm=Pđc.ωđc Trong đó: ωđc= � � Vậy Mđc= Pđc 9,55 = 34000 700 = 24 92, 146.103 Nm > Mđt 9,55