Đối với một hệ thống tự động bất kì, để xây dựng và đưa vào thực tiễn thì cần phải qua một quá trình tuần tự từ cơ sở lý thuyết, kiểm nghiệm.... Hệ thống này phù hợp với điều kiện, môi t
Trang 1LAN THU 9 NAM 2007
TEN CONG TRINH :
NGHIEN CUU HE THONG RUA XE TU DON G
TAI CAC CUA NGO THANH PHO
THUOC NHOM NGANH: KT1
5|
Trang 2
LÝ R32
SY de ta o>
TOM TAT CONG TRINH
Để giải quyết tinh trạng ô nhiễm môi trường do xe cộ gây ra, có nhiều giải pháp được đưa ra, trong đó công nghệ tự động hóa được đánh giá cao bởi tính
ưu việt của nó
Đề tài này chúng tôi đưa ra cách làm sạch xe trước khi vào thành phố bằng hệ thống rửa xe tự động, cách giải quyết làm sạch xe cụ thể là phần
bánh xe, gầm xe Do đó, góp phần hạn chế tình trạng xe cộ gây ô nhiễm môi
Trang 3II Phương pháp nghiÊn CỨU_ Ăn ng ng 1
IH Nội dung nghiên cứu và kết quả _ -. -5-5555c5<<+ccsc+2 3
CHUONG 2
A x A
GIẢI QUYẾT VẤN ĐỂ
I Mục tiêu công tTÌnh - c c1 nọ Họ TH re 14
IIL Phương pháp nghiÊn CỨU G1 1H nh 14
IILNội dung nghiên cứu và kết quả đạt được . -+- 25c <+s+scs+eceezezseecea 14
CHƯƠNG 3
GIGI THIEU MOT 86 UNG DUNG CUA HE THONG RUA XETU
DONG O VIETNAM VA TREN THE GIGI
L Một số hệ thống rửa xe tự động trên thế giới -¿-¿ ¿5+ 55+ c+cscssexses 26
H Một số hệ thống rửa xe tự động ở Việt Nam . - +25 cS2S s2 seeseceeee 27
Trang 4
CHUONG 1
ĐẶT VẤN ĐỂ
L Đối tượng nghiên cứu
Đất nước ta đang trong quá trình CNH, HDH nên quá trình đô thị hóa là một xu thế tất yếu Do đó nhu cầu về xây dựng cơ sở hạ tầng và nhà cửa ngày càng tăng Mặt khác mật độ giao thông ngày càng dày đặc, gây nên tình trạng
ô nhiễm môi trường bởi khói bụi, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người
Nguyên nhân của tình trạng trên : phần lớn các xe mang cát, bụi ra vào thành phố Đặc biệt, các loại xe tải vận chuyển cát, bùn, đất thường gây ô nhiễm
nghiêm trọng đường xá khi vào thành phố Làm thế nào để khắc phục tình
trạng trên Hệ thống rửa xe tự động là một giải pháp được chúng em lựa chọn
để nghiên cứu, bởi có tính ứng dụng và hiệu quả cao
II Giới thiệu một số phương pháp nghiên cứu
Van dé co ban khi thiết kế HTRXTĐ là việc xây dựng một hệ thống để
rửa xe được sạch, nhanh và gọn nhẹ Hiện nay, ở nước ngoài đã có nhiều HTRXTĐ với những tính năng khác nhau Do vậy việc tìm hiểu một số kỹ thuật HRXTĐ sẽ giúp chúng ta có một cái nhìn khái quát hơn Từ đó, ta sẽ xây dựng được HTRXTĐ phù hợp với điều kiện ứng dụng trong nước.Trong phần này sẽ giới thiệu một vài phương pháp RXTĐ :
+ Phân loại theo công nghệ
Trang 5Đối với một hệ thống tự động bất kì, để xây dựng và đưa vào thực tiễn thì cần phải qua một quá trình tuần tự từ cơ sở lý thuyết, kiểm nghiệm
Hệ thống hoạt động được cần phải có sự phối hợp của nhiều thành phần
khác
Ưu điểm của HTRXTĐ là : tính tự động cao, tiết kiệm nhân lực và rửa
nhanh Tuy nhiên do hạn chế về công nghệ nên hệ thống này vẫn còn đang
trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển
BE 28 LSE OTHER ORC TL GH SƑBU, VY
EQ APWENT BC wTke Sab COMP And
Trang 6
2.2.Hệ thống rửa xe bán tự d6ng (HTRXTD)
Là hệ thống rửa xe tự động có sự tham gia của con người Hệ thống này có
ưu điểm rửa cơ động, tiết kiệm nước Tuy nhiên, lại cần người điều khiển và thời gian rửa thường lâu hơn Hệ thống này phù hợp với điều kiện, môi trường
Việt Nam do dễ xây dựng, chi phí thấp, đáp ứng được nhiều yêu cầu khác
nhau của người sử dụng
Hình 2.2: một hệ thống rửa xe bán tự động 2.3.Hệ thống rửa xe cố định (HTRXCĐ)
HTRXCP là hệ thống được xây dựng mang tính cố định và khó di chuyển được Thường được xây dựng trong nhà Hệ thống này có ưu điểm rửa xe sạch, kết hợp được nhiều chức năng khác như thu hồi nước, bộ phận lau chùi, làm sạch, bảo trì v.v Tuy nhiên hệ thống này không có tính di động và tốn
nhiều chi phí xây dựng
Trang 7
2.4.Hệ thống rửa xe lắp ghép (HTRXLG)
HTRXLG là hệ thống có thể lắp ghép, di chuyển được Thường được sử | dụng ngoài trời Do tính cơ động cao nên dễ lắp ghép, di chuyển, chi phí xây
dựng thấp Nhược điểm : không rửa sạch hoàn toàn xe
III Nội dung nghiên cứu và kết quả
3.1 Cơ cấu của HTRXTĐ
Những yếu tố làm nên hệ thống rửa xe tự động gồm có: khung của hệ
thống,hệ thống bơm nước, hệ thống thu hồi nước, nguồn năng lượng cung cấp,
bộ phận lau chùi làm sạch, bộ phận làm khô, hệ thống cảm biến, hệ thống
điều khiển
Một HTRXTĐ bao gồm :
3.1.1 Khung của hệ thống Được thiết kế nhằm đảm bảo tạo thuận lợi cho các bộ phận của hệ thống hoạt động hết công suất, tạo mối liên kết vững chắc giữa các chi tiết với nhau Ngoài ra yếu tố mỹ thuật về hình dáng, cấu tạo của vật liệu cũng rất được quan tâm Khung có thể được thiết kế theo từng diện tích lớn hay nhỏ, gắn ở vị trí cố định hay di động được và dễ lắp đặt
Trang 8
3.1.3 Khung gắn ngoài trời e©_ Tùy theo lượng xe lưu thống qua mà khung được thiết kế lớn hay nhỏ và có thể di dộng được và tháo lắp dễ dàng
e_ Đa số sử dụng để rửa khung, gầm và bánh xe |
e Pham vi stt dung chủ yếu trong công nghiệp, có công suất rửa lớn, dễ sử dụng
CE
3.1.4 Hệ thống bơm nước
Tùy vào số lượng các vòi phun, chiều dài và đường kính của đường ống mà ta
chọn loại máy bơm tạo áp lực mạnh và công suất cao hay thấp Thông thường hệ thống bơm bao gồm các ống có đường kính ø27, từ 20 đến 50 vòi phun, sử dụng
máy bơm cao áp có công suất 500 w
Trang 9
Hình 2.5: hệ thống bơ
3.1.5.Hệ thống thu hồi nước(HTTHN)
Thường được sử dụng ở những nơi xa với nguồn nước nhằm tiết kiệm Để
đảm bảo tính liên tục thì HTTHN sẽ tái chế lại lượng nước đã sử dụng Lượng
nước bẩn sẽ được hút dẫn vào bồn xử lý qua các giai đoạn : nước bẩn được chứa
trong ngăn thứ nhất để loại bỏ cát, sau đó qua ngăn thứ 2 để loại các tạp chất
khác (dầu, mỡ ) và ngăn cuối cùng chứa lượng nước sẽ được sử dụng lại
e
m nudc
Hình 2.6: hệ thống lọc nước Đối với hệ thống cần tính di động, ta có thể sử dụng loại bổn thu hồi, lọc và tái chế nước Hệ thống này có nhiều ưu điểm về tính gọn nhẹ, dễ lắp đặt
Trang 10
3.1.6 Nguồn năng lượng cung cấp cho hệ thống
Dùng máy phát điện cho hệ thống khi không có hệ thống điện tại chỗ và cũng là hệ thống điện dự phòng khi cúp điện nhằm đảm bảo cho toàn bộ hệ thống liên tục hoạt động
3.1.7 Bộ phận lau chùi, làm khô
e Để làm sạch cát, bụi bám trên bánh xe và thành bên hông xe Bộ phận gồm
các thanh được gắn nhiều sợi tua xoắn, dài Các thanh này được gắn trên bộ phận
quay khi xe đi qua
Trang 11
3.1.8 Hệ thống cảm biến e_ Để nhận biết khi xe bắt đầu vào khu vực rửa và điều chỉnh linh hoạt các vòi
phun Khi xe ra khỏi khu vực rửa, hệ thống bơm sẽ được tắt, chờ đến lượt xe
kế tiếp Hiện nay trên thị trường có nhiều loại cảm biến như : cảm biến quang,
cảm biến hồng ngoại, cảm biến nhiệt độ .với độ chính xác cao |
+ Cảm biến quang học, cảm biến hồng ngoại có 2 phần : phần thu tín hiệu và phần |
phát tín hiệu Sau đây là một số hệ thống cảm biến quang học thường được sử dụng |
Hinh 2.11: Loai khuéch tan
+ Cảm biến siêu âm:
Sử dụng sóng siêu âm có bước sóng có tần số từ 75 đến 1000 KHz
Cảm biến này có ưu điểm nhận biết được mọi vật thể, độ nhạy cao, khoảng cách
xa
Trang 12xử lý tín hiệu Ở phần này giới thiệu công nghệ thường được sử dụng nhất :
3.1.9.1.Công nghệ PLC (Progranunable Logic Confrol)
Hiện nay PLC được sử dụng khá phổ biến trong các hệ thống tự động
vì tính ổn định và công suất làm việc tốt và dễ lắp đặt Trên thị trường có nhiều loại
PLC do các nhà sản xuất khác nhau như :Siemens, Mitsubishi, Schneider
(các ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các họat động có trễ như
“timer” ( bộ định thời ) hoặc các bộ đếm “counter” Một khi sự kiện được kích hoạt, các thiết bị bên ngoài (sensor, limit switch ) sẽ đưa tín hiệu về PLC Sau đó, các tín hiệu này sẽ được PLUC xử lý theo chương trình đã
được cài đặt sẵn Vì vậy, ta hiểu rằng PLC là một bộ “điều khiển logic
theo chương trình” Tùy yêu cầu sử dụng, ta có thể thay đổi chương trình
để thực hiện được các chức năng khác nhau
Trang 13
10
b Cấu trúc cơ bản của PLC gồm các thành phần sau
e CPU (Central Processing Unit) là đơn vị xử lý trung tâm Nó là
một bộ vi xử lý có thể kết hợp các họat động của hệ thống PLC CPU thi hành chương trình xử lý tín hiệu và kết nối các thiết bị ngoại vi
e_ Bộ nhớ memory : vùng nhớ nắm giữ hệ điều hành và vùng nhớ
của người sử dụng
e© Thiết bị xuất Output Devices : Các thiết bị nhận được tín hiệu
điều khiển từ PLC mofor, solenoids (cuộn dây có từ tính khi có dòng
điện chạy qua ) PUC có thể điều khiển từ một tùy chọn đơn lẻ và
đến nhiều hệ thống Servo phức tạp
e©_ Thiết bị nhập Input Devices : nút nhấn, sensor, encorder đưa tín hiệu về PLC sử lý và kiểm soát và điều khiển hệ thống bằng cách điều khiển các thiết bị xuất
Chương trình dùng trong PLC có thể lập trình theo các dạng sau : Instruction, FBD, Ladder và SFC/STL Không phải tất cả các công
cụ lập trình được lập trình với các dạng trên
Có hai cách lập trình PLC : thông qua bộ lập trình cầm tay (Programming Control ) hay thông qua chương trình chạy trên một máy tính cá nhân
3.1.9.2 Công nghệ vi xử lý
- Vi xử lý được quan tâm nhiều bởi có đầy đủ các tính năng như PLC
và chỉ phí thấp hơn nhiều so với PLC Có nhiều lọai được sử dụng như
89C51, 89S51, AVR
- Vi xử lý là một thiết bị bán dẫn chứa các mạch logic điện điện tử ,
được chế tạo theo céng nghé LSI hay VLSI Vi xt lý có khả năng thực hiện các chức năng tính tóan và tạo ra các quyết định làm thay đổi trình tự thi
hành chương trình Vi xử lý là một thiết bị logic lập trình được, có cấu tạo
gồm các thanh ghi, các flip-flop và các phần tử định thời Vi xử lý có một
tập lệnh được thiết kế bên trong để xử lý dữ liệu và truyền thông với các
thiết bị ngoại vi có nhiều loại vi xử lý do các hãng khác nhau chế tạo :
Philips, Atmel
Trang 14
e© Hoạt động ở điện thế 5V với tốc độ xử lý 0MHz tới 40MHz
e© Bộ nhớ trong 64kB Flash program memory, cho phép lựa chọn
xung clock bén trong chip là 12 hay 6 bởi phần mềm hoặc ISP
mặc định là 12
e_ Giao tiếp nối tiếp
e PCA (Programmable Counter Array) véi PWM _ va chức nang Capture/Compare
e 4 port I/O mdi port 8 bit với 3 bit đầu cho phép điện thế cao (16mA)
e C6 3 bộ định thời hoặc đếm 16 bit
e Chitc nang watchdog timer
e C6 8 ngat véi 4 mitc wu tién
a Hoạt động ngắt (INTERRUPT)trong P89V51RD2BN
+ Một ngắt (INT) là sự xảy ra của một điểu kiện một sự kiện làm cho
chương trình hiện hành bị ngưng tạm thời chương trình chính trong khi điều kiện đó được phục vụ bởi một chương trình khác Các ngắt đóng một
vai trò quan trọng trong việc thiết kế và thực hiện các ứng dụng của bộ vi
điều khiển Các ngắt cho phép hệ thống đáp ứng một sự kiện theo cách
bất đồng bộ và giải quyết các sự kiện đó trong một chương trình khác
đang thực thi Một hệ thống được điều khiển bởi ngắt cho ta cảm tưởng
đang làm nhiều công việc đồng thời.CPU dĩ nhiên không thể thực thi
nhiều hơn một lệnh ở một thời điểm nhưng CPU có thể ngưng tạm thời
việc thực thi một chương trình để thực thi một chương trình khác rồi sau đó quay trở về thực thi tiếp chương trình đang bị tạm ngưng, điều này giống
như CPU rời khỏi chương trình gọi để thực thi chương trình con bị gọi để
rỗi sau đó quay trở vế chương trình gọi Sự khác nhau của hai vấn để vừa
nêu là trong một hệ thống được điều khiển bởi ngắt, việc ngắt nhằm đáp
ứng một sự kiện mà sự kiện này xuất hiện không đồng bộ với chương trình
chính đang được thực thi và chương trình chính (hay nói khác đi là CPU)
không biết trước là sẽ bị ngắt khi nào
Trang 1512
+ Tổ chức ngắt của P89V51RD2BN
- Có 5 nguyên nhân tạo ra ngắt (gọi tắt là nguyên nhân ngắt) ở P89V51RD2BN: hai ngắt do bên ngoài, 2 ngắt do bộ định thời và một ngắt
đo port nối tiếp Ở 8052 có thêm nguyên nhân ngắt thứ 6 : đo bộ định thời
được thêm vào bộ định thời thứ 3 Khi ta thiết lập trạng thái ban đầu cho
hệ thống (gọi tắt là Reset hệ thống) tất cả các ngắt theo mặc nhiên đều bị
vô hiệu hoá (cấm) và sau đó chúng được cho phép riêng lẻ từng cái một
bằng phần mềm
- Khi xảy ra hai hoặc nhiều ngắt đồng thời, hoặc một ngắt xẩy ra
khi một ngắt khác đang được phục vụ ta có hai sơ đồ xử lý các ngắt:sơ đồ
chuỗi vòng và sơ đổ ưu tiên hai mức dùng để xác định việc thực hiện các
ngắt Sơ đồ chuỗi vòng tuần tự là sơ đồ cố định còn sơ đồ ưu tiên ngắt thì
có thể được lập trình bởi người sử dụng
° Thanh ghi cho phép ngắt IE được mô tả như sau:
Bit Ký hiệu | Địa chỉ bít Mô tả
IE7 |EA AFH Cho phép/không cho phép toàn bộ
IE5 |ET2 ADH Cho phép ngắt do bộ định thời 2 (8052)
IE4 |ES ACH Cho phép ngắt do port nối tiếp
IE3 |EII ABH Cho phép ngắt do bộ định thời 1
IE.2 JEXI AAH Cho ngắt từ bên ngoài (ngắt ngoài 1)
IE.1 | ETO A9H Cho phép ngắt do bộ định thời 0
IE.0 | EXO A8H Cho phép ngắt từ bên ngoài(ngắt ngoài 0)
IP.5 PT2 OBDH Uu tién cho ngắt bộ định thời 2
IP4 |PS 0BCH Uu tiên cho ngắt port nối tiếp
IP.I PTO 0B9H Uu tién cho ngắt do bộ định thời 0
IP0 |PXO OB8H Uù tiên cho ngắt do bên ngoài (ngắt ngoài 0)
Trang 16
T2/P1.0[ 1| U 40] Vpp T2Ex11[Z] 39 | Pd.07ADO ECEP1.2 3| [38] PO.L/AD1 GEX0/P1.2| 4 | |37 | Pa.AD2 CEX1/SSIP1.4 [| 36] PO.WAD3
cEx2mosiPt.s [6 | |35] P0.4/AD4
CEX3MISO/P1.6 [7 | [34] PO.VADS CEX4/SCK/P1.7 [8 | 33] P0.8AD6 RST [9| zz [2] Poor RXDP3.0 [10] 88 [31] EA
TDP ["j sẽ 30 ALERROG
INTorPs.2 [12] #@@# [29] PSEN TNT1P3.3[13| |28] P2.71A15 T0/P3.4 [14 27] P2.8A14 T135 [15] 20 | P2.A13 WR/P36[16] 25] P2.4/A12 Roves.7 [17] 24] P24A11 XTAL2 [18] |23] P2.ZA10 XTAL1[18| 22 | P2-1/A9 Ves [20] [21] P2.0as
Trang 17Mục đích sử dụng của hệ thống là giảm bớt lượng bụi bám vào bánh, gầm
xe (các loại xe tải ) khi vào thành phố từ các khu xây dựng, khai thác đất đá,
khu hầm mỏ
II Phương pháp nghiên cứu
Hệ thống tập trung vào làm sạch các phần gầm, bánh xe và không chú trọng phân thân xe Vì vậy, hệ thống có kết cấu gọn nhẹ, có thể lắp ghép, di
động được, nhanh, tiện lợi, hiệu quả cao
II Nội dung nghiên cứu và kết quả đạt được
3.1 Cấu tạo của hệ thống rửa xe
Hệ thống có cấu tạo đơn giản so với các hệ thống rửa xe trên thế giới
Nên cấu tạo sẽ gồm :
3.1.1 Hệ thống khung, thiết bị
Kết cấu của hệ thống khung dễ tháo lắp, có tính di động Hệ thống
khung có chiều dài óm , rộng 4m, chiều cao 4 + 6 m, đường kính, chất
liệu Gồm một bổn lớn chứa nước dung tích 5000 lít và 3 bổn để lọc
nước Hai bên thành khung ta bố trí 16 vòi phun cho mỗi bên, dưới
khung sàn ta bố trí 16 vòi phun để rửa gầm xe và phần sàn được thiết
kế chia làm hai phần lắp ráp và có độ nghiêng để dẫn nước thoát Một
hệ thống cảm biến được lắp ngay trên khung để nhận biết xe vào, ra