điều khiển và giám sát bãi giữ xe tự động qua ethernet

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay phương tiện đi lại là ôtô được sử dụng khá phổ biến, chính vì vậy việc xây dựng bãi giữ xe là cần thiết, nhất là ở các khu đô thị lớn như thành phố Hồ Chí Minh, thủ đô Hà Nội. Nhưng với diện tích đất ngày càng bị thu hẹp thì việc xây dựng các bãi giữ xe có diện tích lớn là việc gây khó giải quyết. Chính vì vậy, với sự phát triển của công nghệ hiện đại thì việc khó khăn đó được giải quyết dễ dàng. Đó là việc xây dựng các bãi giữ xe theo dạng tầng (hay còn gọi là dạng chung cư ), một việc làm hoàn toàn có thể, phù hợp với sự phát triển của đô thị hiện đại, giúp giảm được diện tích xây dựng.

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths. NGUYỄN ĐỨC TOÀN LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay phương tiện đi lại là ôtô được sử dụng khá phổ biến, chính vì vậy việc xây dựng bãi giữ xe là cần thiết, nhất là ở các khu đô thị lớn như thành phố Hồ Chí Minh, thủ đô Hà Nội. Nhưng với diện tích đất ngày càng bị thu hẹp thì việc xây dựng các bãi giữ xe có diện tích lớn là việc gây khó giải quyết. Chính vì vậy, với sự phát triển của công nghệ hiện đại thì việc khó khăn đó được giải quyết dễ dàng. Đó là việc xây dựng các bãi giữ xe theo dạng tầng (hay còn gọi là dạng chung cư ), một việc làm hoàn toàn có thể, phù hợp với sự phát triển của đô thị hiện đại, giúp giảm được diện tích xây dựng. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ không ngừng của các ngành kỹ thuật. Chúng đã đi sâu vào mọi mặc đời sống hàng ngày của người dân. Đặc biệt là sử dụng PLC để điều khiển các thiết bị công nghiệp. Nắm được tầm quan trọng đó, em làm đề tài: ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT BÃI GIỮ XE TỰ ĐỘNG QUA ETHERNET để làm luận văn tốt nghiệp cho mình, vừa để tạo ra 1 sản phẩm có khả năng ứng dụng trong thực tế. Những kiến thức và năng lực đạt được trong quá trình học tập tại trường sẽ được đánh giá qua đợt bảo vệ luận văn tốt nghiệp. Vì vậy em đã cố gắng tận dụng tất cả những kiến thức đã học ở trường cùng với sự tìm tòi nghiên cứu, để có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ – 09079721 Trang 1 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths. NGUYỄN ĐỨC TOÀN LỜI CẢM ƠN Sau những năm học tại trường,em đã được học và tiếp thu nhiều kiến thức mới từ sự chỉ bảo tận tình của Quý Thầy Cô,sự giúp đỡ của bạn bè. Đây là khoảng thời gian đầy ý nghĩa. Luận văn tốt nghiệp ra trường là nền tảng quan trọng và đánh dấu một bước ngoặt mới trong cuộc đời của em. Do khoảng thời gian và kiến thức còn hạn hẹp, mặc dù em cố gắng hoàn thành luận văn tốt nghiệp này đúng thời hạn. Nên không tránh khỏi những thiếu sót mong Quý thầy cô thông cảm. Em mong nhận được những ý kiến đóng góp tận tình của quý thầy cô và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn thầy Ths. Nguyễn Đức Toàn đã đưa ra một đề tài hay, thực tế giúp em tiếp cận với thực tế công việc ở bên ngoài từ đó tự tin hơn khi bước ra trường. Đặc biệt thầy đã tận tình hướng dẫn, gợi ý phát triển luận văn thực tế hơn, hỗ trợ tài liệu,… trong suốt quá trình làm khóa luận này. Em xin chân thành cảm ơn thầy. Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn đến anh Nguyễn Văn Huyên đã tận tình hướng dẫn trong khâu lập trình PLC, cũng như là trang thiết bị để em hoàn thành luận văn này. Và rất nhiều thành viên của diễn đàn PLC Việt Nam và diễn đàn Kỹ Thuật Việt. Sinh viên thực hiện NGUYỄN VĂN PHÚ SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ – 09079721 Trang 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths. NGUYỄN ĐỨC TOÀN MỤC LỤC Đề mục Trang DANH MỤC HÌNH VẼ Tên Hình Trang SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ – 09079721 Trang 3 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths. NGUYỄN ĐỨC TOÀN DANH MỤC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 4.1: Các lệnh căn bản trong HTML 35 Bảng 4.2: Ứng dụng định dạng trong HTML 36 Bảng 4.3: Thời gian truyền nhận của các biến trong Web Server 38 Bảng 4.4: Cấu trúc lệnh WWW 41 Bảng 4.5: Thông số của ngõ ra RET_VAL của lệnh WWW 42 Bảng 5.1: Thông số máy quét mã vạch CD 100-BU 48 SVTH: NGUYỄN VĂN PHÚ – 09079721 Trang 4 CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay ở các trung tâm thành phố lớn với sự phát triển mật độ dân cư và xe cộ ngày càng đông đúc. Đặc biệt là sự gia tăng về số lượng xe ôtô ngày càng nhiều và điều này phần nào cũng phản ánh sự phát triển của một quốc gia. Theo thống kê của Sở Giao thông vận tải TP Hồ Chí Minh, thành phố có gần 500 nghìn xe ô tô( chiếm 1/3 số ô tô cả nước). Lượng phương tiện năm năm gần đây tăng hơn 10% mỗi năm. Do đó, người ta đặt vấn đề là xây dựng những bãi giữ xe để phục vụ cho người dân trong công việc cũng như trong việc đi lại của họ. Các nước tiên tiến trên thế giới như Nhật Bản, Hàn Quốc,… ở những thành phố chật hẹp, người ta xây dựng hệ thống bãi giữ xe ôtô tự động được trang bị thiết bị nâng để di chuyển ôtô từ mặt đất lên điểm đỗ trên cao. Song song đó, với sự trợ giúp của công nghệ hiện đại, việc thi công, điều khiển và giám sát các bãi giữ xe tự động được thực hiện khá dễ dàng. Người giám sát có thể không trực tiếp tại bãi giữ xe, mà có thể đi bất kì đâu, chỉ cần có Internet thì người giám sát có thể dễ dàng giám sát bãi giữ xe tự động của mình trực tiếp trên Web thông qua ứng dụng Web Server được tích hợp trên PLC S7-1200. 1.2. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Với thời gian hơn 2 tháng thực hiện đề tài cũng như trình độ chuyên môn có hạn, em đã cố gắng hết sức để hoàn thành luận văn này và giải quyết được những vấn đề sau:  Xây dựng mô hình giữ xe theo tầng (dạng chung cư) với 16 chỗ giữ xe ô tô.  Xây dựng giám sát và điều khiển trực tiếp qua HMI dựa vào phần mềm WINCC.  Phân quyền người điều hành trên giao diện HMI.  Lưu trữ thông tin bãi giữ xe trên Excel.  Giám sát từ xa qua Web server. 1.3. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Mục đích của người thực hiện đề tài đã tiến hành nghiên cứu là: Trước tiên là để hoàn thành môn học để đủ điều kiện ra trường. Trang 5 Với bản thân người thực hiện đề tài, đây chính là một cơ hội tốt để có thể tự kiểm tra lại kiến thức của mình, đồng thời có cơ hội để nỗ lực vận động tìm hiểu, tiếp cận nghiên cứu được với những vấn đề mình chưa biết, chưa hiểu rõ nhằm trang bị cho bản thân nhiều kiến thức bổ ích sau này có thể ứng dụng vào thực tế cuộc sống. Tập tính làm việc độc lập, khả năng tự suy nghĩ tìm tòi, học hỏi, phát huy năng lực của bản thân. Ngoài ra còn tạo được 1 sản phẩm có tính ứng dụng trong thực tế. Trang 6 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE TỰ ĐỘNG 2.1. TÌM HIỂU BÃI GIỮ XE Thiết kế nhà giữ xe hoàn toà tự động với sức chứa 16 chỗ để xe , xe vào bãi và ra khỏi bãi theo một chiều với 2 cổng vào và 2 cổng ra riêng biệt. Nhà giữ xe hoàn toàn tự động, sử dụng công nghệ tự động tiên tiến PLC S7-1200 điều khiển, kết hợp với quét mã vạch tăng tính an toàn cho khách hàng. Bãi giữ xe hầu như không cần nhân viên giám sát, khách hàng sẽ tự cất xe và tự lấy xe bằng việc quét mã vạch => nhấn nút lấy xe hay cất xe tùy theo mục đích, sau đó quy trình cất xe, lấy xe sẽ hoàn toàn thực hiện tự động. Nhà giữ xe có kết cấu đơn giản nên dễ dàng mở rộng, tăng số lượng xe. Thẻ mã vạch được cấp cho người giữ theo hai hình thức: gửi xe tuỳ ý theo ngày và theo tháng . Với ý tưởng như trên, em đã quyết định thiết kế hệ thống giữ xe ở dạng mô hình như bên dưới. Hình 2.1: Mô hình bài giữ xe 2.2.THIẾT KẾ BÃI GIỮ XE TỰ ĐỘNG Bãi giữ xe được thiết kế theo dạng chung cư với 16 ô( 8 ô trái và 8 ô phải). Với tổng cộng 6 động cơ DC ( 12VDC và 24VDC), 7 công tắc hành trình, 6 cảm biến từ. Kích thước thiết kế đã được thể hiện trên hình trên. Trang 7  Động cơ DC Động cơ 24VDC, tốc độ 100vòng/phút ,công suất 17w .Momen xoắn cực đại 2.5N.m.Khối lượng 250g, đường kính trục 6mm.Hệ số giảm tốc là 50:1. Động cơ DC 12VDC, tốc độ 100 vòng/phút, công suất 6W. Momen xoắn cực đại 2.5N.m.  Cảm biến từ Cảm biến từ là một loại cảm biến dựa trên nguyên tắc truyền dẫn điện từ. Với khoảng cách tối đa mà cảm biến có thể tiếp nhận là 0.8mm. Hình 2.2: Cảm biến từ  Buồng nâng xe Hoạt động như buồng thang máy. Hình 2.3: Tính toán buồng nâng xe Theo như phân tích lực ở trong hình trên thì: Với , Hay Trong đó: M cb : khối lượng cabin M t : khối lượng tải trọng Trang 8 M đt : khối lượng đối trọng a: gia tốc của cabin g: gia tốc trọng trường hệ số cân bằng tải của đối trọng Thông thường người ta thường lấy hệ số cân bằng Trang 9 CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU PLC S7-1200 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ S7-1200 3.1.1. Khái niệm chung PLC S7-1200 Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho S7-200. So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội hơn. S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm soát nhiều ứng dụng tự động hoá. Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnh mạnh làm cho chúng ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7- 1200 S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các đầu vào/ra (DI/DO). Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và chương trình điều khiển: +Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC +Tính năng “know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của mình S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP. Ngoài ra bạn có thể dùng các module truyền thông mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232. Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic. Step7 Basic hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL. Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal 11 của Siemens. Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal vì phần mềm này đã bao gồm cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI. 3.1.2. Các module trong hệ PLC S7-1200 3.1.2.1. Giới thiệu về các module CPU Trang 10 [...]... quan tới các cổng vào / ra tương tự nên các lệnh truy nhập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lý chứ không thông qua bộ đệm 3.3.2 Cấu trúc lập trình Hình 3.9: Cấu trúc lập trình 3.3.2.1 Khối tổ chức OB – OGANIZATION BLOCKS Trang 16 Organization blocks (OBs) : là giao diện giữa hoạt động hệ thống và chương trình người dùng Chúng được gọi ra bởi hệ thống hoạt động, và điều khiển theo quá... thể truy cập mạng được, thì có thể truy cập vào bộ điều khiển tương ứng +Có thể tính toán, chuẩn đoán, hay điều khiển CPU ở một khoảng cách lớn hoặc thiết bị điện thoại di động +Tuy nhiên, do khó khăn ở việc xác định thời gian trễ của ứng dụng web, nên việc sử dụng web server thì không phải mà một sự thay thế hoàn chỉnh cho việc vận hành và giám sát hệ thống, và không thể thay thế được cho hệ thống HMI... Cho mỗi giá trị giám sát bạn có thể chọn lựa 1 định dạng hiển thị cho dữ liệu Bạn có thể tiếp tục nhập và xác định giá trị cho đến khi bạn có nhiều như bạn muốn trong giới hạn cho phép của trang Giá trị giám sát hiển thị một cách tự động và làm mới bằng mặc định, nếu không bạn nhấp Trang 35 vào biểu tượng “Off” ở góc trên bên phải của trang Khi làm mới không cho phép, bạn có thể nhấp vào “On” để cho... Đây là trang web tiêu chuẩn do Siemens thiết kế để giám sát trạng thái CPU Để truy cập vào trang web tiêu chuẩn của PLC S7-1200 từ máy tính, chúng ta làm theo các bước: 1 Chắc chắn rằng PLC S7-1200 và máy tính kết nối vào chung 1 mạng Ethernet hoặc chúng được kết nối trực tiếp với nhau với 1 sợi cáp mạng Ethernet 2 Mở trình duyệt Web của bằng và nhập vào địa chỉ URL như sau “http://ww.xx.yy.zz” tương... HTML, CSS và Java Script Trang 28 Hình 4.2: Cấu trúc một Web Server Việc thêm vào 1 cú pháp lệnh đặc biệt (lệnh AWP) để kết nối trực tiếp với CPU Sơ đồ sau đây cho bạn cái nhìn tổng quan về giải pháp thực hiện: Những thuận lợi và lựa chọn những ứng dụng sử dụng web server: +Thông qua việc truy cập các tính năng thông qua các trình duyệt web khác nhau, dữ liệu kiểm soát có thể được hiển thị và điều khiển. .. ngõ vào và ngõ ra 3.1.2.4 Module xuất nhập tín hiệu tương tự Trang 12 Hình 3.4: Thông số module analog 3.1.2.5 Module truyền thông Hình 3.5: Thông số module truyền thông 3.2 LÀM VIỆC VỚI PHẦN MỀM TIA PORTAL 3.2.1 Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic – tích hợp lập trình PLC và HMI Step 7 basic hệ thống kỹ thuật đồng bộ đảm bảo hoạt động liên tục hoàn hảo Một hệ thống kỹ thuật mới Thông minh và trực quan... trình +Báo động – kiểm soát xử lý chương trình +Xử lý lỗi -Startup OB, Cycle OB, Timing Error OB và Diagnosis OB : có thể chèn và lập trình các khối này trong các project Không cần phải gán các thông số cho chúng và cũng không cần gọi chúng trong chương trình chính -Process Alarm OB và Time Interrupt OB : Các khối OB này phải được tham số hoá khi đưa vào chương trình Ngoài ra, quá trình báo động OB có... Khi ngõ vào IN chuyển sang “FALSE” khi vận hành thì timer sẽ dừng nhưng không đặt lại bộ định thì Khi chân IN “TRUE” trở lại thì Timer bắt đầu tính thời gian từ giá trị thời gian đã tích luỹ  Timer trễ không nhớ - TON Khi ngõ vào IN ngừng tác động thì reset L và dừng hoạt động Timer A Thay đổi PT khi Timer vận hành không D có ảnh hưởng gì  Timer trễ sườn xuống – TOF Khi ngõ vào IN ngừng tác động thì... ngõ vào CU chuyên từ 0 lên 1 Ngõ ra A Q được tác động lên 1 khi CV>=PV Nếu trạng D thái R = Reset được tác động thì bộ đếm CV = 0  Counter đếm xuống – CTD Giá trị bộ đếm được giảm 1 khi tín hiệu L ngõ vào CD chuyển từ 0 lên 1 Ngõ ra Q được A D tác động lên 1 khi CV . 6 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE TỰ ĐỘNG 2.1. TÌM HIỂU BÃI GIỮ XE Thiết kế nhà giữ xe hoàn toà tự động với sức chứa 16 chỗ để xe , xe vào bãi và ra khỏi bãi theo một chiều với 2 cổng vào và 2 cổng ra. các bãi giữ xe tự động được thực hiện khá dễ dàng. Người giám sát có thể không trực tiếp tại bãi giữ xe, mà có thể đi bất kì đâu, chỉ cần có Internet thì người giám sát có thể dễ dàng giám sát bãi. vào mọi mặc đời sống hàng ngày của người dân. Đặc biệt là sử dụng PLC để điều khiển các thiết bị công nghiệp. Nắm được tầm quan trọng đó, em làm đề tài: ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT BÃI GIỮ XE TỰ ĐỘNG