Mau do an ứng dụng plc thiết kế bãi đỗ xe tự động

Bãi đỗ xe tự động là hệ thống sử dụng công nghệ tiên tiến để tự động điều khiển việc đỗ và lấy xe mà không cần sự can thiệp của con người. Hệ thống này giúp giải quyết vấn đề thiếu hụt chỗ đỗ xe, đặc biệt là ở các khu vực đông dân cư.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TÊN SINH VIÊN THIẾT KẾ BÃI GIỮ XE NGẦM TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN CDIO 5 ĐÀ NẴNG: NĂM 2024 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI MỞ ĐẦU .1 1 Lý do chọn đề tài .2 2 Mục đích nghiên cứu 2 3 Phương pháp nghiên cứu 2 4 Nội dung nghiên cứu 2 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 3 1.1– TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 3 1.2 – CÁC MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE TRONG THỰC TẾ .3 1.2.1 – Mô hình “xếp chồng” (Auto Stacker) 3 1.2.2 – Mô hình “bãi xe nhiều tầng” (Driver in Parking) 4 1.2.3 – Mô hình “bãi giữ xe tự động lộ thiên” (Above-ground Automated Parking) 4 1.2.4 – Mô hình “bãi giữ xe dạng ngầm” (Underground Automated Parking) 5 1.3 – LỰA CHỌN MÔ HÌNH .6 1.4 – GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 7 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 8 2.1 – GIỚI THIỆU MÔ HÌNH .8 2.2 – NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG .8 2.3 – SƠ ĐỒ KHỐI .9 2.4 – LỰA CHỌN LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MÔ HÌNH 10 2.4.1 – Bộ điều khiển S7 – 1200 .10 2.4.2 – Động Cơ Bước 12 2.4.3 – Modules điều khiển động cơ bước TB6560 13 2.4.4 – Nguồn tổ Ong 24V – 10A 16 2.4.5 – Cảm biến quang 17 2.4.6 – Relay 18 2.4.7 – Arduino R3 20 2.4.8 – Module RFID RC522 22 2.4.9 – Công tắc hành trình .24 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ THI CÔNG KẾT CẤU MÔ HÌNH 26 1 Khung mô hình 26 2 Cơ cấu nâng .29 3 Cơ cấu xoay .34 4 Cơ cấu đẩy .39 5 Ke ghép nối .45 6 Thiết kế tủ điện 49 CHƯƠNG IV: THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN & SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI 51 4.1 – Lưu đồ thuật toán 51 4.2 – Bảng quản lý vị trí 54 4.3 – Phân công vào ra cho hệ thống 55 4.3.1 – Phân công vào ra cho PLC 55 4.3.2 – Phân công vào ra cho Arduino 56 4.4 – Sơ đồ đấu nối 57 4.4.1 – Sơ đồ đấu nối các thiết bị với Arduino 57 4.4.2 – Sơ đồ đấu nối các thiết bị với PLC S7-1200 .58 CHƯƠNG V: THÔNG SỐ KĨ THUẬT - KẾT QUẢ KIỂM THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ 59 5.1 – Thông số kĩ thuật 59 5.2 – Kết quả kiểm thử 60 5.3 – Đánh giá kết quả kiểm thử 62 CHƯƠNG VI: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 63 6.1 – Kết quả đạt được 63 6.2 – Hạn chế đề tài .63 6.3 – Hướng phát triển đề tài .63 LỜI KẾT .64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC 66 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 1 – Mô hình xếp chồng 4 Hình 1 2 – Mô hình bãi giữ xe nhiều tầng 4 Hình 1 3 – Mô hình bãi giữ xe tự động lộ thiên 5 Hình 1 4 - Mô hình bãi giữ xe dạng ngầm 6 Hình 1 5 – Mô hình chọn làm đề tài 6 Hình 2 1 – Sơ đồ khối 9 Hình 2 2 – PLC Siemens S7-1200 .10 Hình 2 3 – Động cơ bước 12 Hình 2 4 – Module điều khiển động cơ bước TB6560 .13 Hình 2 5 – Sơ đồ khối TB6560 14 Hình 2 6 – Cách đấu dây module TB6560 15 Hình 2 7 – Nguồn tỏ ong 24V – 10A 16 Hình 2 8 – Cảm biến quang E3F-DS30C4 17 Hình 2 9 – Rơ le 5 chân SRD – 05VDC – SL - C 18 Hình 2 10 – Sơ đồ kích thước Rơ le 5V 5 chân 19 Hình 2 11 – Arduino UNO R3 20 Hình 2 12 – Module RFID RC522 .22 Hình 2 13 – Chân kết nối module RFID RC522 23 Hình 2 14 – Công tắc hành trình có con lăn Omron V-156-C125 24 Hình 3 1 – Khung thiết kế bằng Inventor và mô hình thực tế 27 Hình 3 2 – Mô hình hoàn chỉnh 28 Hình 3 3 – Cơ cấu nâng .29 Hình 3 4 – Bản vẽ chi tiết mặt kết nối trên của cơ cấu nâng 30 Hình 3 5 – Bản vẽ chi tiết nối vít me nâng của cơ cấu nâng 31 Hình 3 6 – Bản vẽ chi tiết gá động cơ kết nối khung của cơ cấu nâng .32 Hình 3 7 – Bản vẽ chi tiết trượt nâng kết nối khung của cơ cấu nâng 33 Hình 3 8 – Cơ cấu xoay .34 Hình 3 9 – Bản vẽ chi tiết của cơ cấu xoay .35 Hình 3 10 – Bản vẽ chi tiết bộ giữ bánh răng ngoài của cơ cấu xoay 36 Hình 3 11 – Bản vẽ chi tiết bộ giữ kết nối bánh răng của cơ cấu xoay 37 Hình 3 12 – Bản vẽ chi tiết giữ kết nối của cơ cấu xoay 38 Hình 3 13 – Cơ cấu đẩy thiết kế và thực tế 39 Hình 3 14 – Bản vẽ chi tiết gá mặt quay 1 của cơ cấu đẩy 40 Hình 3 15 – Bản vẽ chi tiết gá mặt quay 2 của cơ cấu đẩy 41 Hình 3 16 – Bản vẽ chi tiết gá động cơ kết nối mặt quay của cơ cấu đẩy 42 Hình 3 17 – Bản vẽ chi tiết ghép nối trượt 1 của cơ cấu đẩy .43 Hình 3 18 – Bản vẽ chi tiết ghép nối trượt 2 của cơ cấu đẩy .44 Hình 3 19 – Ke ghép nối 45 Hình 3 20 – Bản vẽ chi tiết ke kết nối 1 của khung cơ khí 46 Hình 3 21 – Bản vẽ chi tiết ke kết nối 2 của khung cơ khí .47 Hình 3 22 – Bản vẽ chi tiết ke kết nối 3 của khung cơ khí .48 Hình 3 23 – Sơ đồ tủ điện mô phỏng trên AutoCAD Electrical 49 Hình 3 24 – Tủ điện thực tế Hình 4 1 – Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống 51 Hình 4 2 – Sơ đồ khối việc gửi và trả xe 52 Hình 4 3 – Bảng quản lí vị trí 54 Hình 4 4 – Bảng phân công vào ra cho PLC 55 Hình 4 5 – Bảng phân công vào ra cho Arduino 56 Hình 4 6 – Sơ đồ đấu nối Relay, RFID với Arduino 57 Hình 4 7 – Sơ đồ đấu nối các thiết bị với PLC S7-1200 58Y Hình 5 1 – Bảng thông số kĩ thuật .59 Hình 5 2 – Bảng số liệu kết quả kiểm thử khi lấy xe 60 Hình 5 3 – Bảng số liệu kết quả kiểm thử khi gửi xe 61 LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây với sự phát triển kinh tế của Việt Nam, số lượng phương tiện giao thông đã tăng một cách nhanh chóng Phương tiện cá nhân tăng lên, đòi hỏi diện tích đất dành cho bãi đậu xe cũng phải tăng theo Tại Việt Nam nói chung và Đà Nẵng nói riêng, ta hay bắt gặp việc đậu đỗ xe không đúng nơi quy định; lấn chiếm lòng, lề đường Đây là một trong những nguyên nhân chính gây ra tình trạng ách tắc giao thông, nhất là giờ cao điểm Hiện nay, việc ách tắc giao thông là một trong những vấn đề nan giải, gây không ít khó khăn cho những người quản lý cũng như những người gửi xe Để giải quyết tình trạng này, hệ thống bãi giữ xe thông minh đã được nghiên cứu, xây dựng và phát triển nhằm cải thiện tình trạng ùn tắc và giúp cho các phương tiện di chuyển dễ dàng hơn Bãi giữ xe thông minh là bãi giữ xe sử dụng phần mềm nhận diện thông minh kết hợp cùng các công nghệ hiện đại cao vào trong việc kiểm soát giúp cho hệ thống làm việc nhanh chóng đảm bảo bãi giữ xe của bạn luôn vận hành với công xuất cao mà không lo bị ùn tắc và an ninh luôn được đẩy lên ở mức tốt nhất Với các nước tiên tiến trên thế giới như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đức…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 (hệ thống nổi hoặc di chuyển xe xuống điểm đỗ dưới lòng đất (hệ thống ngầm) Đây là những giải pháp giúp tăng hơn 10 lần số lượng xe trên một diện tích truyền thống, cho phép giải quyết trình trạng thiếu mặt bằng xây dựng Được sự hướng dẫn tận tình của toàn bộ thầy cô trong khoa, đặc biệt là cô Lê Phượng Quyên, cộng thêm kiến thức đã học, chúng em đã “ Thiết Kế & Điều Khiển Mô Hình Bãi Giữ Xe Thông Minh” Mặc dù chúng em đã rất nỗ lực và cố gắng làm việc với tinh thần học hỏi và quyết tâm cao nhất, tuy nhiên do nhận thức về thực tế của chúng em còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót, chúng em mong nhận được sự phê bình góp ý của các thầy cô, để giúp chúng em hiểu rõ hơn các vấn đề trong đồ án cũng như những ứng dụng thực tế của nó Qua đó, bản đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn 1 1 Lý do chọn đề tài Nước ta đang trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đai hóa đất nước để từng bước bắt kịp sự phát triển của các nước trong khu vực Châu Á và thế giới về mọi mặt Chúng em nhận thấy hiện nay, bãi giữ xe theo cách truyền thống ghi vé cho từng xe chỉ thích hợp cho các hệ thống bãi giữ xe nhỏ, đối với các bãi giữ xe có quy mô trung bình và lớn rất dễ bị ùn tắc giao thông do tốc độ làm việc theo cách truyền thống sẽ tốn kha khá thời gian Chính vì vậy cần một biện pháp tự động hóa tất cả các công đoạn giúp mang đến cho các bãi giữ xe một giải pháp tối ưu giúp tiết kiệm thời gian nhất Vì vậy, chúng em quyết định xây dựng mô hình này nhằm giải quyết các vấn đề trên cũng như giải quyết tình trạng thiếu chỗ đậu xe dẫn tới để xe không đúng nơi quy định Đây là lý do chúng em nghiên cứu các mô hình bãi giữ xe để có thể áp dụng không chỉ ở Đà Nẵng mà còn ở Việt Nam 2 Mục đích nghiên cứu  Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lí hoạt động của mô hình  Xây dựng được mạch điều khiển hoạt động ổn định  Tiết kiệm tối đa chi phí sản xuất 3 Phương pháp nghiên cứu  Nghiên cứu các tài liệu về cách điều khiển động cơ bước  Nghiên cứu tài liệu về S7-1200  Nghiên cứu các đề tài ở trên mạng để có hướng phát triển đề tài 4 Nội dung nghiên cứu  Tổng quan về các mô hình bãi giữ xe thông minh  Thiết kế mạch điều khiển  Phần mềm và chương trình điều khiển  Thi công thiết kế mô hình thực tế  Kết quả thực nghiệm và hướng phát triển 2 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1– TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay, việc ứng dụng PLC vào trong lĩnh vực điều khiển và tự động hóa còn rất hạn chế, vì đa phần các thiết bị đều nhập từ nước ngoài nên ít được quan tâm và phát triển Theo tìm hiểu của em thì ở Việt Nam mới chỉ có 1 bãi giữ xe tự động duy nhất (Tòa nhà Thảo Điền – 19 Hoàng Hoa Thám – Quận Bình Thạnh, TP.HCM) với quy mô hạn chế chứa được khoảng 14 ô tô từ 4 – 7 chỗ Theo thống kê của hiệp hội các nhà sản xuất ô tô tại Việt Nam (VAMA) thì tốc độ tăng trưởng của ngành ô tô tại Việt Nam là khá lớn Và đến thời điểm 15/9/2015, tổng số ôtô đăng ký trong cả nước đã lên đến gần 2,6 triệu xe Năm 2016, số lượng xe ô tô bán ra tại Việt Nam là 300.000 chiếc, tăng 23% so với năm 2015 Trong khi ở các nước tiên tiến trên thế giới, quỹ đất dành cho phát triển giao thông phải đạt từ 10 - 20% thì tại 2 thành phố lớn ở nước ta, con số này chỉ đạt khoảng 5% nên đứng trước tình hình gia tăng nhanh chóng của các phương tiện cá nhân, đặc biệt là ô tô thì vấn đề ùn tắc xảy ra là tất yếu Khi xây dựng bãi giữ xe này thì sẽ giảm thiểu được các hoạt động thủ công khi gửi xe cho khách hàng, tiết kiệm được thời gian, giảm thiểu rủi ro và hạn chế ô nhiễm môi trường 1.2 – CÁC MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE TRONG THỰC TẾ 1.4 – GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Đề tài tập trung vào giải quyết viết chương trình điều khiển cho PLC để thực hiện việc cất và lấy xe ở trong bãi Thực tế bãi giữ xe được dùng cho các loại xe ô tô từ 4-16 chỗ, số lượng xe có thể giữ được tùy thuộc vào quỹ đất và thiết kế 3 4