THIỆU VỀ NHỮNG HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG HIỆN CÓ TRÊN THẾ GIỚI
HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG CT-919D
- Nguyên lý rửa: Chổi quay
- Gồm 2 chổi rửa bên hông, 1 chổi rửa nóc xe, 2 chổi rửa bánh xe
- Đảo chiều di chuyển chổi rửa trên ray
- Phun xoay để tăng hiệu quả rửa
- Phun áp lực cao điều khiển từ bằng chương trình máy tính
- Truyền chuyển động bằng Thuỷ lực/ Điện/ Khí hoặc bằng xích
- Hệ thống xì khô bằng khí nén
- Điểu khiển từ xa, điện 12V, tủ điều khiển 36V
- Thời gian rửa trung bình 3 phút/xe
- Tiêu hao tính cho 1 xe: 0.2Kw Điện, 100L nước
HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG CT-818
Tên sản phẩm: Hệ thống rửa xe tự động CT-818
Hãng sản xuất: Autowash- Trung Quốc
Kho: Kho của nhà sản xuất
- Rửa xe trong thành phố, bụi bám ít ngày, dễ rửa, tốc độ nhanh cho các loại xe du lịch
- Nguyên lý rửa: Phun áp lực lớn
- Phun áp lực cao điều khiển từ xa bằng CHIP vi xử lý
- Kết cấu Thộp chống gỉ sang trọng.
- Cơ cấu nòng hạ tự động điều khiển bằng PLC
MÁY RỬA XE TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN DXC(B)-740
Máy rửa xe tự động điều khiển bằng máy vi tính, kiểu phòng Model: DXC(B) - 740
- Kích thước rửa xe lớn nhất (dài x rộng x cao)mm: 5500 x 1950 x 2000
- Diện tích mặt bằng (dài x rộng)mm: 25000 x 4500
- Loại xe: xe du lịch 4-5chỗ, xe du lich 15 chỗ
- Tốc độ rửa: 60 chiếc/giờ
- Lượng nước tiêu thụ: 120lít/chiếc
- Phương thức chuyển động: chuyển động liên tục
- Bàn xoa: + Bàn xoa to: 4 chiếc
- Công suất thiết bị: 28 kw
- Áp suất khí nén: 0.8Mpa
HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG CB 1/28 KARCHER DÙNG NGOÀI TRỜI
- Chiều cao làm sạch: 2800mm
- Chiều cao của hệ thống:3700mm
- Chiều ngang của hệ thống bao gồm 2 bàn chải bên: 4035mm
- Lưu lượng nước cấp: 50lít/phút/4-6 bar
- Tốc độ di chuyển của băng chuyền làm sạch : 0-20m/phút với 2 môtơ truyền lực 0.25kW, IP 66
- Công suất rửa xe tối đa 4phút/ xe
Hệ thống rửa xe tự động CB 1/28 Karcher dùng ngoài trời
THIỆU VỀ MÔ HÌNH RỬA XE TỰ ĐỘNG
GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG
Hình2.1:Sơ đồ hệ thống rửa xe tự động
Bãi đậu xe chờ lượt
Xe đưa lên băng chuyền vào rửa xe
Hệ thống phun nước cho xe
Hệ thống lau xe,rửa xe
Xe được băng tải đưa ra ngoài cho khách
Hình2.2 :Mô hình hệ thống
Ban đầu xe sẽ được đưa vào bãi chờ,khi đến lượt xe nào thì xe đó sẽ được đưa lên băng chuyền để đi vào vị trí rửa xe,khi xe đến vị trí của hệ thống phun nước thì nước sẽ phun ra làm ướt xe,sau đó xe sẽ được chuyển đến vị trí lau,rửa xe Tại đây,hệ thống lau,rửa xe sẽ hoạt động và rửa xe sạch sẽ sau khi xe được đưa đến hệ thống sấy khô Sau khi hoàn tất các bước trên thì xe sẽ được đưa ra ngoài và được giao trả lại cho khách
2.1.2.Giới thiệu về từng phần trong sơ đồ khối:
1 Bãi đậu xe chờ lượt: Là một bãi trống dùng cho xe vào rửa chờ đến lượt
2 Băng chuyền: trong hệ thống này chúng em dùng các dụng cụ sau:
Một động cơ một chiều công suất 20W
1 bình chứa nước rửa xe
1 mô tơ công suất nhỏ dùng để hút nước ra khỏi bình chứa nước
4 Hệ thống lau xe,rửa xe:
4 mô tơ công suất nhỏ
4 trục để gắn chổi lau với mô tơ
Hình 2.3: Thau đựng nước rửa xe
Chức năng: Dùng để chứa nước rửa xe
Một động cơ băng tải :Là động lực để kéo băng tải nên động cơ này phải hoạt động ổn định,công suất lớn.
Bốn động cơ chổi lau: Là động cơ giúp quay chổi lau nên có tốc độ quay lớn
Một động cơ bơm nước:Là động cơ hút nước để rửa xe nên phải có tốc độ quay lớn,ổn định
Công dụng: piston sẽ được gắn với mô tơ mi để và trục của chổi quay để thực hiện lệnh ra,vào cho chổi lau thực hiện lau xe trước,hai mặt bên và sau xe khi xe đi qua.
Chức năng: dùng để lau chùi mặt trước,mặt bên và mặt sau của xe cần rửa.
Chức năng: Trong mô hình hiện tại chúng em dùng máy làm mát laptop thay cho máy sấy vào quá trình làm khô xe.
PLC Step S7-200 thuộc họ Simatic do hãng Siemcns sản xuất Đây là loại PLC đa khối Cấu tạo cơ bản của loại PLC này là một đơn vị cơ bản(chỉ để xử lý) sau đó ghép thêm các module mở rộng về phía bên phải, có các module mở rộng tiêu chuẩn Những module mở rộng này bao gồm những đơn vị chức năng mà có thể là hợp lại cho phù hợp với những nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể.
THÔNG SỐ BỘ TRUYỀN, ĐỘNG CƠ
BĂNG TẢI
3.1.1 CẤU TẠO CỦA BĂNG TẢI GỒM:
+Động cơ điện một chiều
+Bộ truyền đai dẹt vận chuyển xe
+Bộ truyền xích, truyền chuyển động giữa động cơ và bộ truyền vận chuyển xe
3.1.2 TÍNH BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT(BỘ TRUYỀN VẬN CHUYỂN XE):
Chọn các thông số ban đầu cho bộ truyền
+Chọn tốc độ của bộ truyền,vận tốc trên băng tải là V=0.3 m/s
+chọn đường kính các bánh dẫn và bị dẫn D@mm
+chọn khoảng cách trục a0mm
+khối lượng của xe lớn nhất được vận chuyển m=0,5kg
Tính lực ma sát của bộ truyền
Tính và kiểm tra các thông số của bộ truyền
Vì tỉ số truyền i=1 nên
+Số vòng quay trên các trục n1=n2=n
+Đường kính trên các trục D1D
Xác định số vòng quay trên các trục:
Trong đó:+ v là vận tốc bộ truyền m/s
+D là đường kính các bánh dẫn mm
+n là số vòng quay trên các trục vong/phut số vòng quay trên các trục :
Trong đó: +D là đường kính bánh dẫn và bị dẫn mm
+ N là công suất của bộ truyền
+ n là số vòng quay trên các trục
→ Công suất của bộ truyền:
1100 ) 3 150= 7,2.10 −3 kw=7,2w c)Xác định lực kéo của bộ truyền
Trong đó:+N1 là công suất trên bánh chủ động N1=N KW
+v vận tốc của bộ truyền m/s
→F k = 1000.7,2 0.3 10 −3 $ N d)Kiểm tra điều kiện để bộ truyền hoạt động
Ta thấy F k > F ms nên các thông số được chọn thỏa mãn cho bộ truyền hoạt động e) Tính hiệu suất và momen xoắn trên các trục
+Hiệu suất của bộ truyền: h= N N 2 1
Vì tỉ số truyền i, đường kính các bánh đai và vận tốc đai không đổi nên công suất trên của bộ truyền cũng không đổi N2=N1=N
+Momen xoắn trên các trục
3.1.3.TÍNH BỘ TRUYỀN XÍCH(BỘ TRUYỀN TỪ ĐỘNG CƠ ĐẾN TRỤC)3.1.3.1.Giới thiệu bộ truyền xích
3.1.3.2.Cấu tạo chính và nguyên lý làm việc của bộ truyền xích :
Cấu tạo chính của bộ truyền xích gồm: đĩa dẫn 1, đĩa bị dẫn 2 và xích 3 (hình 4.1) Ngoài ra, có thể có thêm bộ phận căng xích, bộ phận bôi trơn, hộp che Có khi dùng một xích để truyền động từ một đĩa dẫn sang nhiều đĩa bị dẫn (hình 4.2).
Xích là một chuỗi các mắt xích nối với nhau bằng bản lề Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ sự ăn khớp của các mắt xích với các răng trên đĩa xích (ăn khớp gián tiếp) Ưu điểm :
-Có thể truyền động giữa hai trục song song cách nhau tương đối xa
- Không có hiện tượng trượt, tỷ số truyền trung bình ổn định.
- Hiệu suất cao, có thể đạt 98% nếu được chăm sóc tốt và sử dụng hết khả năng tải. -Lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ
-Có thể cùng một lúc truyền chuyển động từ một trục dẫn đến nhiều trục bị dẫn. Nhược điểm:
-Nhanh mòn bản lề, nhất là khi bôi trơn không tốt và làm việc ở nơi nhiều bụi.
- Vận tốc tức thời của xích và đĩa bị dẫn không ổn định nhất là khi số răng của đĩa xích nhỏ
- Có tiếng ồn khi làm việc do va đập khi vào khớp nên hạn chế sử dụng ở bộ truyền ở tốc độ cao.
- Cần bôi trơn và điều chỉnh sức căng xích
-Truyền công suất và chuyển động giữa trục có khoảng cách xa, cho nhiều trục đồng thời trong trường hợp n < 500 v/p
-Công suất truyền thông thường N < 100 kW môtô, ôtô …), máy nông nghiệp, các băng tải …
Các loại xích truyền động:
Tùy theo cấu tạo của dây xích, bộ truyền xích được chia thành các loại:
Các thông số hình học chính của bộ truyền xích
+ Chọn tốc độ của bộ truyền V=0.3 m/s
+Chọn đường kính các bánh dẫn và bị dẫn D0 mm, bước xích t=5mm
+ Chọn khoảng cách trục a 0mm
+ Số lượng xe được vận chuyển trên băng tải là 1( trọng tải mỗi ô tô là 0.5kg),trọng lượng xích qm =0.5 Kg/m
+Công suất trên trục chính dẫn : PBw
Trong thiết kế số đĩa xích được xác định theo công thức:
Z1=Z2)-2' Để tránh tuôn xích khi xích mòn, phải hạn chế số răng lớn nhất
X= 27 +27 2 + 2.200 5 7 Để nhánh xích bị dẫn không quá căng, phải giảm
Lực tác dụng trong bộ truyền xích
- Lực vòng P liên hệ với lực trên nhánh dẫn F1 và nhánh bị dẫn F2: F 1 − F 2 =P
- Lực căng do ly tâm:
Fv=0,5.0.3 2 =0,045 N qm : Khối lượng một mét xích, kg/m v : vận tốc vòng , m/s
-Lực căng ban đầu do trọng lượng nhánh xích tự do:
F 0 =6.0,2.0,5.10=6N a : chiều dài đoạn xích tự đo bằng khoảng cách trục g : gia tốc trọng trường kf : hệ số phụ thuộc độ võng xích kf = 6 : khi xích nằm ngang kf= 1 : khi xích thẳng đứng
Có thể lấy gần đúng: F2 = P
-Lực tác dụng lên trục: Lực tác dụng lên trục mang đĩa xích gồm các lực tiếp tuyến, lực ly tâm và lực do trọng lượng bản thân xích gây ra Lực này được tính gần đúng theo công thức:
Với, kt : hệ số xét đến tác dụng của trọng lượng xích liên tục. kt = 1,15 : Khi bộ truyền đặt nằm ngang hoặc nghiêng = 40 0
60.1000 Đặt K z = z 01 z 1 :hệ số răng đĩa dẫn; k n = n 01 n 1 :hệ số vòng quay đĩa dẫn.
Z 01 ,n 01 :số răng đĩa dẫn và số vòng quay đĩa dẫn của bộ truyền cơ sở
Tính toán thông số bộ truyền chọn động cơ
Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức (2.8)[1]:
Trong đó: Pyc : Công suất yêu cầu trên trục động cơ (kW)
Ptd : Công suất trên trục máy công tác η : Hiệu suất truyền động Công suất tính toán trên trục công tác Pct được tính theo công thức:
Trong đó: F là Lực kéo băng tải (N)
V là vận tốc kéo băng tải (m/s)
1000 =0.03 (kW) Hiệu suất truyền η động tính theo công thức: η Hiệu suất bộ truyền và ổ: η = khớp nối 3 ổ lăn 2 bánh răng trục xích
Dựa vào bảng ta chọn được hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ như sau:
⇒Công suất trên trục động cơ:
0,84 =0.033(kW) Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ:
Số vòng quay của trục công tác được xác định theo công thức: nct 60000 v πD = 60000.0,3 3,14.30 = 191 (vòng/phút)
Trong đó : v: Vận tốc băng tải
Tỷ số truyền sơ bộ của hệ thống dẫn động dùng cho bộ truyền xích là: usb= ubtng usbh
Chọn tỷ số truyền nên dùng cho các bộ truyền trong hệ: ubtng=ux=3,0; usbh
⇒ Số vòng quay sơ bộ của động cơ được xác định theo công thức :
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ : nđb ¿nsb 52(vòng/phút)
Chọn quy cách động cơ: Động cơ được chọn dựa vào bảng chuẩn và phải thỏa mãn điều kiện sau:
Pđc ≥ Pyc ; nđb ¿nsb ; Tk/Tdn ≥ Tmm/T1
Có Pyc =0,033 kW; nsb = 1140 (vòng/phút); Tmm/T1 = 1,5.
Ta chọn được động cơ có các thông số sau:
Pđc =0.05KW; nđc 50(vòng/phút); mđc = 0.5 (kg); Đường kính trục động cơ: dđc = 5 mm
PITTÔNG-XY LANH
Chọn pittông-xy lanh loại nhỏ có: Độ dài :d 0 mm,
Xy lanh được thay đổi trạng thái bởi van điện 3/2
Van điện 3/2 được cấu tạo 3 cửa 2 trạng thái, một đầu vào 2 đầu ra.
Sử dụng 4 môtơ loai nhỏ
Tốc độ đông cơ ndc00 ¿)
CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
Hình 4.1: PLC s7-200 siemem a.Cấu hình cứng PLC- S7-200
PLC Step S7-200 thuộc họ Simatic do hãng Siemcns sản xuất Đây là loại PLC đa khối Cấu tạo cơ bản của loại PLC này là một đơn vị cơ bản (chỉ để xử lý) sau đó ghép thêm các module mở rộng về phía bên phải, có các module mở rộng tiêu chuẩn Những module mở rộng này bao gồm những đơn vị chức năng mà có thể là hợp lại cho phù hợp với những nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể. Đơn vị cơ bản Đơn vị cơ bản của PLC S7-200 như hình 2 1.
Hình 4.2:Khối mặt trước của CPU314
Trong đó: Các đèn báo:
+ Đèn SF: báo lỗi CPU.
+ Đèn BAF: báo nguồn ắc quy.
+ Đèn STOP: Báo PLC dang ở chế độ dừng
Công tắc chuyển đổi chế độ:
+ RUN-P: Chế độ vừa chạy vừa sửa chương trình.
+ RUN: Đưa PLC vào chế độ làm việc.
+ STOP: Để PLC ở chế độ nghỉ.
+ MRES: Vị trí chỉ định chế độ xoá chương trình trong CPU.
Muốn xoá chương trình trong PLC thì giữ nút bấm về vị trí MRES để đèn STOP nhấp nháy, khi thôi không nhấp nháy thì nhả nhanh tay Làm lại nhanh một lần nữa (không để ý đèn STOP) nếu đèn vàng nháy nhiều lần là xong, nếu không thì phải
Tuỳ theo quá trình tự động hoá đòi hỏi số lượng đầu vào và đầu ra mà phải lắp thêm bao nhiêu module mở rộng cũng như loại module cho phù hợp Tối đa có thể gá thêm
32 module vào ra trên 4 panen (rãnh), trên mỗi panen ngoài module nguồn, CPU và module ghép nối còn gá được 8 các module về bên phải Thường Step 7- 200sử dụng các module sau:
+ Module ghép nối IM (Intefare Module).
+ Module tín hiệu SM (Signal Module):
Vào số các loại: 8 kênh, 16 kênh, 32 kênh.
Ra số các loại: 8 kênh, 16 kênh, 32 kênh.
Vào ra số các loại: 8 kênh vào 8 kênh ra, 16 kênh vào 16 kênh ra.
Vào tương tự các loại: 2 kênh, 4 kênh, 8 kênh.
Ra tương tự các loại: 2 kênh, 4 kênh, 8 kênh.
Vào, ra tương tự các loại: 2 kênh vào 2 kênh ra, 4 kênh vào 4 kênh ra. Đếm tốc độ cao.
Truyền thông CP 340, CP340- 1, CP341. b Địa chỉ và gán địa chỉ
Trong PLC các bộ phận con gửi thông tin đến hoặc lấy thông tin đi đều phải có địa chỉ để liên lạc Địa chỉ là con số hoặc tổ hợp các con số đi theo sau chữ cái Chữ cái chỉ loại địa chỉ, con số hoặc tổ hợp con số chỉ số hiệu địa chỉ.
Các địa chỉ đầu vào và đầu ra cùng với các module chức năng có cách gán địa chỉ giống nhau Địa chỉ phụ thuộc vào vị trí gá của module trên panen Chỗ gá module trên pancn gọi là khe (Slot), các khe đều có đánh số, khe số 1 là khe đầu tiên của và cứ thế tiếp tục.
Khối tổ chức OB (Organisation Block)
Khối tổ chức quản lý chương trình điều khiển và tổ chức việc thực hiện chương trình.
Khối hàm FB (Function Block)
Khối hàm là loại khối đặc biệt dùng để lập trình các phần chương trình điều khiển tái diễn thường xuyên hoặc đặc biệt phức tạp Có thể gán tham số cho các khối đó và chúng có một nhóm lệnh mở rộng Người sử dụng có thể tạo ra các khối hàm mới cho mình, có thể sử dụng các khối hàm sẵn có của SIEMENS.
Khối dữ liệu: có hai loại là:
+ Khối dữ liệu dùng chung DB (Sllared Data Block)
Khối dữ liệu dùng chung lưu trữ các dữ liệu chung cần thiết cho việc xử lý chương trình điều khiển.
+ Khối dữ liệu riêng DI (Instance Data Block)
Khối dữ liệu dùng riêng lưu trữ các dữ liệu riêng cho một chương trình nào đó trong việc xử lý chương trình điều khiển.
Ngoài ra trong PLC S7-200 còn hàm hệ thống SFC (System Function) và khối hàm hệ thống SFB (System Function Block).
Lập trình một số lệnh cơ bản
Chương trình điều khiển sử dụng các lệnh thời gian để theo dõi, kiểm soát và quản lý các hoạt động có liên quan đến thời gian.
Khi một bộ thời gian được khởi phát thì giá trị thời gian cần được nạp vào thanh ghi
CV (Current value) Do đó, muốn dùng các lệnh thời gian phải nạp giá trị thời gian cần đặt vào thanh ghi CV trước khi bộ thời gian hoạt động.
Có thể nạp các kiểu dữ liệu sau dùng cho các lệnh thời gian:
+ Dữ liệu thời gian thực: S5T#H_M_S_MS
+ Dạng số nguyên 16 bít: W#16# (ở dạng mã BCD)
Với lệnh trên giá trị thời gian được nạp là 10s
+Nạp thời gian dạng mã
Trong các bộ thời gian của S7-200 ngoài tín hiệu kích thích chính (bắt đầu) như các bộ thời gian của các PLC khác, còn có tín hiệu kích thích cưỡng bức, tín hiệu kích thích cưỡng bức cho phép tính lại thời gian từ đầu khi có sườn lên của tín hiệu này, tuy nhiên tín hiệu kích thích cưỡng bức chỉ có giá trị khi tín hiệu kích thích chính có giá trị1 Lệnh thực hiện kích thích cưỡng bức (có điều kiện) là: FR.
Lệnh FR chỉ có ở dạng lập trình STL Bộ thời gian cũng có thể dùng lệnh R dễ xoá.
4.2.THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN Địa chỉ đầu vào Địa chỉ đầu ra
Q0.1 Đầu ra điều khiển ĐC băng tải
HT1 I0.1 Công tắc hành trình thứ 1
Q0.2 Đầu ra điều khiển bơm nước HT2 I0.7 Công tắc hành trình thứ 2
Q0.3 Đầu ra điều khiển ĐC chổi lau HT3 I0.2 Công tắc hành trình thứ 3
Q0.4 Đầu ra điều khiển van điệnHT4 I0.3 Công tắc hành trình Rơ le Q0.5 Đầu ra điều khiển ĐC
HT5 I0.4 Công tắc hành trình thứ 5 HT5 I0.5 Công tắc hành trình thứ 6
4.2.3.Chương trình lập trình trên PLC S7-200
Nguyên lí hoạt động của hệ thống như sau:
Xe được đưa trước lên băng tải,nhấn nút khởi động ON băng tải bắt đầu chạy và vận
Chương trình cụ thể như sau:
Chỉ cần ấn on là băng tải sẽ chạy đưa xe vào trong bắt đầu quá trình rửa.
Băng tải vận chuyển xe đến gạt vào công tắc hành trình thứ nhất(HT1),lúc này bơm nước hoạt động phun nước làm ướt xe để thuận tiện cho việc lau chùi. phun nước vẫn còn hoạt động
Hết 10s băng tải chạy,bơm nước được ngắt,đồng thời các động cơ chổi lau bắt đầu hoạt động,kết thúc quá trình phun nước và bắt đầu quá trình lau chùi xe.
Băng tải vận chuyển xe đến gạt vào công tắc hành trình thứ 3,lúc này băng tải dừng,các chổi lau dưới sẽ lau trước đầu xe trong 10s,sau 10s van điện đảo chiều kéo theo sự đảo chiều của pittong,các động cơ chổi lau gắt trên cơ cấu pittong được đẩy về
2 bên xe,và băng tải chạy đưa xe về phía trước.
Sau khi lau phần đầu và 2 bên hông xe,xe sẽ đến gạt vào công tắc hành trình thứ 4,van điện đảo lại đảo chiều píttông đưa 2 động cơ chổi lau vào trong để lau phần đuôi xe trong khoảng 10s rồi băng tải lại được cấp điện đưa xe tới trước,khi gạt công tắc hành trình thứ 4 thì quạt sấy khô xe cũng được cho hoạt động,10s sau thì các động cơ chổi lau được ngắt điện,kết thúc quá trình lau xe.
Khi xe đến gạt vào công tắc hành trình thứ 5,thì lúc này băng tải được dừng ở vị trí phía dưới quạt sấy khô trong khoảng thời gian 10s thì băng tải hoạt động trở lại
Kết thúc quá trình sấy khô xe đi đến công tắc hành trình cuối cùng HT6,thì mọi hoạt đồng đều được ngắt.Cũng tượng tự như HT6 khi ta nhấn nút OFF thì bộ điều khiền sẽ ngắt mọi hoạt động của quá trình rửa xe.
