Siemens lập trình điều khiển hệ thống rửa xe tự động

GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG PLC SIEMENS LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG NGÀ NH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN VẠN QUỐC Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiện Nguyễn Thanh Vũ Trần Trúc Sơn MSSV: 1711050075 1711020083 1711050204 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm i SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ Lớp: 17DTDA1 17DTDA1 17DTDA2 GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iii SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP v SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 202… (Ký tên ghi rõ họ tên) i SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, chúng em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến THs NGUYỄN VẠN QUỐC, người tận tình hướng dẫn, bảo chúng em suốt quá trình làm khoá luận Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trường Đại học Cơng nghệ Tp.HCM (HUTECH) nói chung, các thầy Viê ̣n Kỹ Th ̣t HUTECH nói riêng dạy dỗ cho chúng em kiến thức các môn đại cương các môn chuyên ngành, giúp chúng em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt quá trình học tập Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt quá trình học tập hồn thành khoá luận tốt nghiệp Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 202… (Ký tên ghi rõ họ tên) ii SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Cuộc sống gắn liền với tiện lợi, sử dung các dịch vụ tốt nhất, nhanh Đối với các nước phát triển cơng nghệ tự động hóa áp dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, kể đến ứng dụng thực tế sống ngày là: “ Rửa xe tự động” thiếu các nước phát triển với mật độ tơ lớn Mơ hình Rửa Xe đời góp phần mang lại chuyên nghiệp dịch vụ rửa xe, đáp ứng nhu cầu ngày cao sống công nghiệp tiện lợi nhanh chóng, khơng phần hiệu so với các dịch vụ cổ điển Đối với nước ta dịch vụ cịn khá Chưa áp dụng rộng rãi, tương lai, với xu phát triển chung giới Nước ta ngày phát triển Đất nước phát triển gắn liền với giao thông vận tải phát triển, đời sống vật chất nâng cao Dẫn đến xuất ngày nhiều xe ô tô, thay dần xe gắn máy, trả lại mặt đường phố đại đẹp Bên cạnh các thiết bị sửdụng dịch vụ rửa xe chuyên nghiệp Cuộc sống người trở nên động nhu cầu rửa xe nhanh tất yếu, họ xem thời gian “vàng” mà có nhà Rửa Xe Tự Động đáp ứng thời điểm rửa nhiều xe Tiết kiệm nhiều thời gian cho người động Khi giao làm đề tài em mong muốn với kiến thức mà thân tiếp thu áp dụng vào thực tế Mơ hình em xây dựng từ các mơ hình tham khảo mạng Vì kiến thức cịn hạn chế thời gian tìm hiểu không nhiều nên đồ án em chưa thể phát huy tưởng em vào mơ hình hay Mơ hình “Rửa xe tự động” phức tạp khí và khó để thể Ở em xin đưa mô hình thu nhỏ hệ thống mà hiệu không cao Chúng em mong giúp đỡ các thầy cô giáo khoa iii SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Phiếu đăng ký đề tài ĐATN Phiếu giao nhiệm vụ Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Lời nói đầu iii Mục lục vi Danh sách hình vii Danh sách bảng x CHƯƠNG 1: Giới thiệu chung 11 1.1 Hệ thống rửa xe bán tự động 11 1.1.1 Quy trình rửa xe tơ bán tự động 11 1.1.2 Dung dịch rửa xe ô tô 12 1.1.3 Dụng cụ rửa xe ô tô 14 1.2 Hệ thống rửa xe tự động 14 1.2.1 Giới thiệu hệ thống rửa xe tự động 14 1.2.2 Hoạt động tiệm rửa xe tự động 15 1.3 Hệ thống rửa xe dạng dây chuyền 17 1.4 Một số hệ thống rửa xe tự động khác 19 1.4.1 Máy rửa xe tự động Schumak - Ấn Độ 19 1.4.2 Hệ thống rửa xe tự động kiểu dùng vòi phun áp lực 20 1.4.3 Hệ thống rửa xe ô tô tự động kiểu tay robot 20 CHƯƠNG 2: Tổng quan giải pháp 22 2.1 Tổng quan giải pháp hệ thống rửa xe bán tự động 22 2.1.1 Giới thiệu hệ thống rửa xe bán tự động 22 2.1.2 Giới thiệu sơ qua thiết bị rửa xe 24 2.1.2.1 Cầu nâng rửa xe chuyên dụng 24 2.1.2.2 Máy xịt rửa xe 25 2.1.2.3 Máy nén khí rửa xe 26 2.1.2.4 Bình tạo bọt tuyết 27 2.2 Tổng quan giải pháp hệ thống rửa xe tự động iv SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ 28 GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.3 Giải pháp ứng dụng PLC lập trình hệ thống tự động 2.3.1 Giới thiệu PLC S7-1200 33 33 2.3.1.1 Tổng quan PLC S7-1200 33 2.3.1.2 Các bảng tín hiệu 34 2.3.1.3 Các module tín hiệu 35 2.4 Giải pháp phần mềm giám sát WINCC 36 2.4.1 Giới thiệu phần mềm wincc 36 2.4.2 Các ứng dụng WinCC 36 CHƯƠNG 3: Phương pháp giải 38 3.1 Giải pháp thiết kế hệ thống rửa xe tự động 38 3.1.1 Sơ đồ khối phương pháp thiết kế mơ hình rửa xe tự động 38 3.1.2 Nghiên cứu lý thuyết: 39 3.1.3 Nghiên cứu thực nghiệm: 39 3.1.4 Thành lập sơ đồ khối hệ thống mạng thiết bị trường 39 3.2 Nghiên cứu thiết kế hệ thống tủ điện 41 3.2.1 Lý thuyết tủ điện 41 3.2.2 Chức tủ điện 41 3.2.3 Tủ điện điều khiển trung tâm 43 3.3 Nghiên cứu lập trình PLC, giao diện WinCC 43 3.3.1 Phần mềm TIA PORTAL 43 3.3.2 Tổng quan phần mềm TIA PORTAL (V16) 44 3.3.3 Tổng quan phần mềm WinCC 45 3.4 Thiết kế hệ thống rửa tự động 48 3.4.1 Sơ đồ cấu hình hệ thống 48 3.4.2 Nguyên lý điều khiển hệ thống 49 3.4.3 Quy trình lập trình cho PLC 50 3.4.3.1 Tạo chương trình 50 3.4.3.2 Thêm thiết bị vào chương trình 50 3.4.3.3 Thêm các module vào cấu hình 51 3.4.3.4 Cấu hình địa IP CPU S7-1200 53 3.4.3.5 Giám sát thực chương trình 56 3.4.4 Kỹ thuật lập trình 57 3.4.4.1 Qt Vịng chương trình 57 v SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Network 15: Khi biến “Buoc 5” tác động, chương trình bắt đầu đếm thời gian để biến “Buoc 5_Done” tác động để thực qua Network 16 Network 16: Thực vị trí ban đầu 100 SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5.1.3 Lập trình chương trình Man theo lưu đồ Man 101 SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Các Network cấp điện cho các biến tạm để cấp điện cho các động chế độ Man 5.1.4 Lập trình chương trình cấp điện cho động 102 SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ta thấy phí biến Auto phía biến Man, ta lập trình thêm xung nhịp để tạo chuyển động cho hình WinCC 5.2 Lập trình giao diện WinCC Đầu tiên tạo khung tên các lệnh Rectangle, Text, Graphics views Rectangle 103 SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ở lệnh tạo khung, chọn màu cho khung Text Ở lệnh tạo chữ đặt vào khung, chọn màu chữ kích thước chữ 104 SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Graphics view Ở lệnh ta chèn hình vào, tạo hình logo trường 105 SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tiếp đến sử dụng lệnh Circle để tạo trạng thái cảm biến Circle Trong mục Animation ta chọn Apprearance chọn màu cho biến link point vào Ở bước link point ta việc chọn point PLC 106 SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tiếp đến sử dụng thư viện hình ảnh WinCC tạo các hình động hoạt động tạo chuyển động cho hình Chúng ta vào mục Graphics để chọn hình anh phù hợp đặt vào giao diện kết hợp tạo thành các sau: Ở phần tạo chuyển động vào Display tiếp đến Visibility tiến hành link point vào 107 SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ở phần xe chuyển động ta chọn mục Movements chọn Horizantal move link point vào Sử dụng khối IO Field để hiển thị thông số cài đặt thông số 108 SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sử dụng khối Button để điều khiển 109 SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5.3 Thi công hệ thống tủ điện 5.3.1 Thống kê ngõ vào ngõ PLC STT Chức 10 11 12 13 14 Nút Start Nút Stop Cảm biến Cảm biến Cảm biến Cảm biến Cảm biến Động 1-1 Động 1-2 Động Động Động Động Động Loại Ngõ Ngõ vào Ngõ vào Ngõ vào Ngõ vào Ngõ vào Ngõ vào Ngõ vào Ngõ Ngõ Ngõ Ngõ Ngõ Ngõ Ngõ Tên ngõ vật Ghi lý I0.0 Nút Start I0.1 Nút Stop I0.2 Cảm biến quang I0.3 Cảm biến quang I0.4 Cảm biến quang I0.5 Cảm biến quang I0.6 Cảm biến quang Q0.0 Đông bẳng tải thuận Q0.1 Đông bẳng tải nghịch Q0.2 Đông rửa Q0.3 Động dung dịch Q0.4 Động cọ Q0.5 Đông rửa Q1.0 Động sưởi Bảng 5.1 Bảng thống kê ngõ ngõ vào PLC 110 SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN 6.1 Đánh giá kết đạt Ưu điểm: - Lập trình PLC S7-1200 với phần mềm TIA PORTAL - Lập trình phần mềm WINCC-V16 - Thiết kế giao điện rửa xe tự động - Hiểu rõ nguyên lý vận hành trửa xe tự động - Chất lượng làm không thua với làm thủ công - Giá lượt rửa không quá mắc - Tiết kiệm nguồn nhân lực - Tiết kiệm nước chất tẩy rửa - Giảm bớt ô nhiễm môi trường Nhược điểm: - Giao diện cịn thơ sơ chưa có kinh nghiệm thực tiễn - Chương trình chưa tối ưu chưa có kinh nghiệm thực tiễn 6.2 Kết luận - Có thời gian điều kiện thực làm mơ hình thực nghiệm - Ứng dụng phần mềm vào thực nghiệm 111 SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ GVHD Ts Nguyễn Vạn Quốc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO -Trần Văn Hiếu Giáo trình dạy PLC S7-1200, nhà xuất khoa học kỹ thuật -Phạm Xuân Khánh, Phạm Công Dương, Bùi Thị Thu Hà (2009), Thiết bị điều khiển khả trình –PLC, Nhà xuất giáo dục Việt Nam -Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền, Truyền động điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật -Diễn đàn PLC Việt Nam, www.plcvietnam.com.vn -Diễn đàn kỹ thuật Việt, www.kythuatviet.com 112 SVTH: Nguyễn Văn Thiện Trần Trúc Sơn Nguyễn Thanh Vũ BM03/QT05/ĐT-KT VIỆN KỸ THUẬT HUTECH MÃ ĐỀ TÀI: 206 PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP (Do giảng viên hướng dẫn ghi giao cho sinh viên nộp chung với ĐA/KLTN sau hoàn tất đề tài) Tên đề tài: ứng dụng PLC SIEMENS lập trình điều khiển hệ thống rửa xe tự động Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Vạn Quốc Sinh viên/ nhóm sinh viên thực đề tài (sĩ số nhóm 3): (1) Nguyễn Văn Thiện MSSV1711050075 Lớp: 17DTDA1 (2) Nguyễn Thanh Vũ MSSV: 1711020083 Lớp:17DTDA1 (3) Trần Trúc Sơn MSSV: 1711050204 Lớp: 17DTDA2 Ngành : Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Chuyên ngành : Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Tuần lễ Ngày 17/5 – 24/5 Chọn đề tài tìm hiểu đề tài 25/5 – 31/5 Nghiên cứu giải pháp thực tế đề tài, chọn giải pháp áp dụng vào mơ hình thực tế 1/6 – 7/6 Tìm hiểu PLC SIEMENS phần mềm thực liên quan 8/6 – 21/6 Nghiên cứu phần mền WINCC, TIA V16 , 22/6 – 28/6 Thiết kế chương trình mơ 29/6 – 5/7 Thiết kế chương trình mô Nhận xét GVHD (Ký tên) Nội dung BM03/QT05/ĐT-KT Tuần lễ 10 Nhận xét GVHD (Ký tên) Nội dung Ngày 6/7 – 12/7 Viết code cho chương trình 13/7 – 19/7 Viết code cho chương trình 27/7 – 2/8 Viết báo cáo 2/8 – 16/8 Viết báo cáo 17/8 - 27/8 Viết báo cáo 11 Kiểm tra ngày: Đánh giá cơng việc hồn thành: ………… % Được tiếp tục:  Không tiếp tục:  TP HCM, ngày … tháng … năm ……… Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Giảng viên hướng dẫn phụ (nếu có) (Ký ghi rõ họ tên)