Đồ án hệ thống cơ điện tử hệ thống rửa xe tự động

SVTH: nguyễn Văn Tài-Thái Bảo Trang 1LỜI NÓI ĐẦU Cuộc sống gắn liền với sự tiện lợi, được sử dụng các dịch vụ tốt nhất,nhanh nhất.. Đối với các nước phát triển công nghệ tự động hóa được

Trang 1

SVTH: nguyễn Văn Tài-Thái Bảo Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU

Cuộc sống gắn liền với sự tiện lợi, được sử dụng các dịch vụ tốt nhất,nhanh nhất Đối với các nước phát triển công nghệ tự động hóa được áp dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó có thể kể đến những ứng dụng thực tế trong cuộc sống hằng ngày là:” Rửa xe tự động” không thể thiếu ở các nước phát triển với mật độ ô tô lớn Mô hình Rửa Xe ra đời góp phần mang lại sự chuyên nghiệp hơn trong dịch

vụ rửa xe, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của cuộc sống công nghiệp

là sự tiện lợi và nhanh chóng, nhưng cũng không kém phần hiệu quả so với các dịch vụ cổ điển.

Đối với nước ta thì dịch vụ này còn khá mới Chưa được áp dụng rộng rãi, nhưng trong tương lai, cùng với xu thế phát triển chung trên thế giới Nước ta sẽ ngày càng phát triển Đất nước phát triển gắn liền với giao thông vận tải phát triển, đời sống vật chất nâng cao Dẫn đến sự xuất hiện ngày càng nhiều xe ô tô, thay thế dần xe gắn máy, trả lại bộ mặt đường phố hiện đại và sạch đẹp Bên cạnh đó các thiết bị sử dụng trong dịch vụ rửa xe chuyên nghiệp hơn Cuộc sống mọi người trở nên năng động thì nhu cầu rửa xe nhanh là tất yếu, bởi họ xem thời gian

là “vàng” mà chỉ có nhà Rửa Xe Tự Động mới đáp ứng được vì cùng một thời điểm nó có thể rửa được nhiều xe Tiết kiệm rất nhiều thời gian cho những người năng động Khi được giao làm đề tài này em mong muốn với những kiến thức mà bản thân tiếp thu được sẽ được áp dụng vào thực tế

Mô hình của em được xây dựng từ các mô hình tham khảo trên mạng Vì kiến thức còn hạn chế và thời gian tìm hiểu cũng không nhiều nên đồ án của em chưa thể phát huy hết ý tưởng của em vào trong mô hình rất hay này Mô hình “Rửa xe tự động” rất phức tạp về cơ khí và

và rất khó để thể hiện Ở đây em xin đưa ra một mô hình thu nhỏ của hệ thống và vì vậy mà hiệu quả sẽ không cao Rất mong được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong khoa đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy Võ Quang Trường người đã hướng dẫn em thực hiện đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, 20/2/2014

Trang 2

CHƯƠNG 1:

GIỚI THIỆU VỀ NHỮNG HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG

HIỆN CÓ TRÊN THẾ GIỚI

Cuộc sống gắn liền với sự tiện lợi, được sử dụng các dịch vụ tốt nhất,nhanh nhất Đối với các nước phát triển công nghệ tự động hóa được áp dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó có thể kể đến những ứng dụng thực tế trong cuộc sống hằng ngày là:” Rửa xe tự động” không thể thiếu ở các nước phát triển với mật độ ô tô lớn Mô hình Rửa Xe ra đời góp phần mang lại sự chuyên

nghiệp hơn trong dịch vụ rửa xe, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của cuộc sống công nghiệp là sự tiện lợi và nhanh chóng, nhưng cũng không kém phần hiệu quả so với các dịch vụ cổ điển Đối với nước ta thì dịch vụ này còn khá mới Chưa được áp dụng rộng rãi, nhưng trong tương lai, cùng với xu thế phát triển chung trên thế giới Nước ta sẽ ngày càng phát triển Đất nước phát triển gắn liền với giao thông vận tải phát triển, đời sống vật chất nâng cao Dẫn đến sự xuất hiện ngày càng nhiều xe ô tô, thay thế dần xe gắn máy, trả lại bộ mặt

đường phố hiện đại và sạch đẹp Bên cạnh đó các thiết bị sử dụng trong dịch vụ rửa xe chuyên nghiệp hơn Cuộc sống mọi người trở nên năng động thì nhu cầu rửa xe nhanh là tất yếu, bởi họ xem thời gian là “vàng” mà chỉ có nhà Rửa Xe

Tự Động mới đáp ứng được vì cùng một thời điểm nó có thể rửa được nhiều xe Tiết kiệm rất nhiều thời gian cho những người năng động

1.1 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 tự động

- Rửa gầm

- Phun xoay để tăng hiệu quả rửa

- Phun áp lực cao điều khiển từ bằng

Trang 3

- Lưu lượng nước 120L/ph

- Thời gian rửa trung bình 3 phút/xe

- Tiêu hao tính cho 1 xe: 0.2Kw Điện, 100L nước

- Nguyên lý rửa: Phun áp lực lớn

- Đảo chiều di chuyển

- Phun tự động

- Rửa gầm

- Phun xoay

- Phun áp lực cao điều khiển từ xa bằng CHIP vi xử lý

- Truyền chuyển động bằng Thuỷ lực/ Điện/ Khớ hoặc bằng xích

- Phun búng Wax

- Kết cấu Thộp chống gỉ sang trọng

- Cơ cấu nòng hạ tự động điều khiển bằng PLC

Trang 4

- Bơm kép

1.3.MÁY RỬA XE TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN DXC(B)-740

Máy rửa xe tự đông diêu khiển DXC(B)-740 Thành phần và thông số máy:

Máy rửa xe tự động điều khiển bằng máy vi tính, kiểu phòng Model: DXC(B) - 740

+ Bàn xoa ngang: 1 chiếc

- Quạt gió: 4 chiếc

- Công suất thiết bị: 28 kw

- Áp suất khí nén: 0.8Mpa

Trang 5

1.4 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

- Công suất rửa xe tối đa 4phút/ xe

Hệ thống rửa xe tự động CB 1/28 Karcher dùng ngoài trời

Trang 6

CHƯƠNG 2:

GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH RỬA XE TỰ ĐỘNG

2.1.GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG

Hình2.1:Sơ đồ hệ thống rửa xe tự động

Hình2.2 :Mô hình hệ thống 2.1.1Nguyên lý hoạt động:

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

xe

Hệ thống phun nước

cho xe

Hệ thống lau xe,rửa

xe

Hệ thống sấy khô

Xe được băng tải đưa

ra ngoài cho khách

Trang 7

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

 Một cuộn băng chuyền

 4 mô tơ công suất nhỏ

 4 trục để gắn chổi lau với mô tơ

5 Hệ thống sấy khô:

 Một máy quạt để sấy khô xe sau khi rửa

2.2.GIỚI THIỆU CHI TIẾT CÁC DỤNG CỤ TRONG MÔ HÌNH

2.2.1.Bình chứa nước:

Hình 2.3: Thau đựng nước rửa xe

 Chức năng: Dùng để chứa nước rửa xe

Trang 8

 Một động cơ bơm nước:Là động cơ hút nước để rửa

xe nên phải có tốc độ quay lớn,ổn định

2.2.3.Pittong

Hình 2.5: Pittong xy lanh

 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

Trang 9

2.2.4 Chổi lau xe:

 Chức năng: Trong mô hình hiện tại chúng em dùng máy làm mát

laptop thay cho máy sấy vào quá trình làm khô xe

2.2.6.Bộ điều khiển PLC S7-200

Trang 10

Hình 2.9: PLC s7-200 siemem

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

Trang 11

CHƯƠNG III:THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN TRONG MÔ

HÌNH

3.1 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

Hình ảnh minh họa

Trang 12

3.1.2 TÍNH BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT(BỘ TRUYỀN VẬN CHUYỂN XE):

Hình ảnh minh họa

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

Tính và kiểm tra các thông số của bộ truyền

Vì tỉ số truyền i=1 nên

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 :

Trang 13

Ta có =

Trong đó:+N1 là công suất trên bánh chủ động N1=N KW

+v vận tốc của bộ truyền m/s =

=24 N

d)Kiểm tra điều kiện để bộ truyền hoạt động

Điều kiện để bộ hoạt động

=24N, =3,43N

Ta thấy 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=

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

→h=1

+Momen xoắn trên các trục

Ta có công thức: =

→T= = =480 N.mm

3.1.3.TÍNH BỘ TRUYỀN XÍCH(BỘ TRUYỀN TỪ ĐỘNG CƠ ĐẾN TRỤC)

3.1.3.1.Giới thiệu bộ truyền xích

Hình 3.1:Hình ảnh về bộ truyền xích

Trang 14

3.1.3.2.Cấu tạo chính và nguyên lý làm việc của bộ truyền xích :

Cấu tạo

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)

Nguyên lý làm việc:

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

- Khuôn khổ kích thước nhỏ gọn hơn truyền động đai cùng công suất

- 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

Phạm vi sử dụng:

-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

-Tỉ số truyền i≤6 khi v=(2÷6)m/s ; và i ≤ 3 khi v=(6÷25)m/s;

-Hiệu suất η=(0.95÷0.97)

-Truyền động xích được dùng khá nhiều trong các phương tiện vận tải (xe đạp,

Trang 15

môtô, ôtô …), máy nông nghiệp, các băng tải …

+Công suất trên trục chính dẫn : P=42w

+Lực kéo băng tải [F]≤ 100 (N)

Để tránh tuôn xích khi xích mòn, phải hạn chế số răng lớn nhất

Zmax <= 100 - 120 (xích con lăn)

Để nhánh xích bị dẫn không quá căng, phải giảm

Trang 16

R=1,15.6,045=6,95N

Với, kt : hệ số xét đến tác dụng của trọng lƣợng xích liên tục

kt = 1,15 : Khi bộ truyền đặt nằm ngang hoặc nghiêng <400

kt = 1: Khi bộ truyền đặt thẳng đứng hoặc nghiêng >= 400

Để tiện cho việc thiết kế, ta biến đổi điều kiện trên thành dạng sau:

Trang 17

Công suất trên trục động cơ điện đƣợc 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 đƣợc tính theo công thức:

Pct =

1000

.v

F

Trong đó: F là Lực kéo băng tải (N)

V là vận tốc kéo băng tải (m/s)

Pct

(kW) Hiệu suất truyền η động tính theo công thức:

η =

1

n i i

Dựa vào bảng ta chọn đƣợc hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ nhƣ sau:

khớp nối = 0,99; ổ lăn = 0,99; bánh răng = 0,98; xích = 0,93

5 1 t

t T

ck i 2

Trang 18

= 191 (vòng/phút) Trong đó : v: Vận tốc băng tải

Áp suất cho phép [ ]=3 atm

Dung tich V=d.Sđáy= 12560 (mm3),

Lực đẩy [F] =p.S=3.105

.3,14.0.022=377 (N)

Xy lanh đƣợc thay đổi trạng thái bởi van điện 3/2

Van điện 3/2 đƣợc cấu tạo 3 cửa 2 trạng thái, một đầu vào 2 đầu ra

3.3 ĐỘNG CƠ CHỔI LAU

Sử dụng 4 môtơ loai nhỏ

Công suất P=10W

Tốc độ đông cơ ndc=300 ⁄ )

Nguồn :12 V DC, 700 mA

Trang 19

CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG

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:

Trang 20

+ Đèn SF: báo lỗi CPU

+ Đèn BAF: báo nguồn ắc quy

+ Đèn DC 5v: Báo nguồn 5v

+ Đèn RUN: Báo chế độ PLC đang làm việc

+ 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 làm lại

+ Module nguồn PS

+ 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

Trang 21

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

Trong PLC có những bộ phận được gán địa chỉ đơn như bộ thời gian (T), bộ

đếm(C) chỉ cần một trong 3 chữ cái đó kèm theo một số là đủ, ví dụ:: T1, C32

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

Các loại khối:

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)

Định dạng
Số trang	33
Dung lượng	1,18 MB