đồ án tốt nghiệp thiết kế chế tạo mô hình hệ thống đỗ xe tự động

Sơ đồ thuật toán chương trình chính.. Sơ đồ thuật toán chương trình reset.. Sơ đồ thuật toán chương trình UP12.. Sơ đồ thuật toán chương trình UP14.. Sơ đồ thuật toán chương trình UP21..

Trang 1

MỤC L C Ụ

CHƯƠNG 1 10

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 10

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 10

1.2 CÁC LOẠI HÌNH BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG(phân loại theo quy trình lưu chuyển /Cơ cấu v n chuyậ ển) 13

1.2.1 H ệ thống đỗ xe kiểu thang máy( elevator-robot system) 13

1.2.2 H ệ thống đỗ xe dạng x p hình 14 ế 1.2.3 H ệ thống đỗ xe kiểu xoay vòng đứng 15

1.2.4 H ệ thống đỗ xe kiểu Cycle Parking 16

1.2.5 H ệ thống đỗ xe kiểu xoay vòng ngang 17

1.2.6 H ệ thống đỗ xe kiểu xoay vòng t ng 18 ầ 1.2.7 H ệ thống đỗ xe kiểu tháp xe 19

1.2.8 H ệ thống đỗ xe kiểu thang nâng di chuyển. 20

1.2.9 H ệ thống đỗ xe kiểu t ng nâng di chuy n 23 ầ ể 1.2.10 H ệ thống đỗ xe kiểu xoay vòng trục đứng 24

1.3 ƯU ĐIỂM TẠI CÁC H Ệ THỐNG ĐỖ XE 26

1.4 NHƯỢC ĐIỂM TẠI CÁC BÃI ĐỖ XE 27

CHƯƠNG 2 29

THIẾT KẾ MÔ HÌNH H ỆTHỐNG ĐỖ XE TỰ ĐỘ NG DẠNG XOAY VÒNG TRỤ ĐỨNG 29

2.1 YÊU C U BÀI TOÁN 29 Ầ 2.2 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 30

Trang 2

2.2.1 Phương án chuyển động 30

2.2.2 Tính toán chuyển động 31

2.2.2.1 Chuyển động đưa xe vào và lấy xe ra 31

2.2.2.2 Chuyển động nâng hạ xe. 36

2.2.2.3 Chuyển động quay quanh tr c chính 46 ụ 2.2.3 B n vả ẽ thiế ế mô hình bãi đỗ xe.t k 47

CHƯƠNG 3 57

THIẾT KẾ, CH T O H Ế Ạ ỆTHỐNG ĐIỀU KHIỂN 57

3.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN. 57

3.1.1 Phân tích các cơ cấu ch p hành và thi t b cấ ế ị ảm biến 57

3.1.2 Sơ đồ điều khi n h ể ệ thống 58

3.2 PHẦN CỨNG H Ệ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 59

3.2.1 Giới thiệu chung v PLC S7-200 59 ề a) C u trúc ph n c ng c a PLC S7-200 60 ấ ầ ứ ủ b) C u trúc ph n cấ ầ ứng 61

c) C u trúc b nh 63 ấ ộ ớ 3.1.2 B ngu n 65 ộ ồ 3.1.3 Cảm ếbi n tiệm cận. 67

3.1.4 Nút nhấn 71

3.1.5 Công tắc hành trình 71

3.1.6 Relay 24VDC 72

3.1.7 Động cơ một chi u 72 ề 3.1.8 Đèn báo hiệu 73 3.2 PHẦM MỀM ĐIỀU KHI N 74 Ể

Trang 3

3.2.1 Thiết bị ậ l p trình 74

3.2.2 Phương pháp lập trình 75

3.2.3 Ngôn ngữ ậ l p trình LAD: 76

3.2.4 Ngôn ngữ ậ l p trình STL: 76

3.2.5 Ngôn ngữ ậ l p trình FBD: 77

3.3 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN 78

3.3.1 Sơ đồ thuật toán chương trình chính. 79

3.3.2 Sơ đồ thuật toán chương trình reset. 80

3.3.3 Sơ đồ thuật toán chương trình layxe. 81

3.3.4 Sơ đồ thuật toán chương trình nhaxe. 82

3.3.5 Sơ đồ thuật toán chương trình P12. 83

3.3.6 Sơ đồ thuật toán chương trình UP12. 84

Trang 4

Trang 5

DANH M C HÌNH Ụ ẢNH

Chương 1 : Giới thi u t ng quan v ệ ổ ề đề tài

Hình 1 1 Tình trạng d ừng đỗ xe trên vỉa hè và lòng đường 10

Hình 1 2 Bãi đỗ xe thông minh t ại đường Nguy n Công Hoan 12 ễ Hình 1 3 Bãi đỗ xe thông minh tại đường Trần Nh ật Duật 13

Hình 1 4 Mô hình hệ thống đỗ xe t ng ki u thang máy 13 ự độ ể Hình 1 5 Mô hình hệ thống đỗ xe t ng d ng x p hình 14 ự độ ạ ế Hình 1 6 Hệ thống đỗ xe tự độ ng kiểu xoay vòng đứng 15

Hình 1 7 Đỗ xe tự động h ệ thống Cycle Parking 16

Hình 1 8 Đỗ xe tự động h ệ thống xoay vòng ngang 17

Hình 1 9 H ệ thống đỗ xe tự độ ng - d ng xoay vòng t ng 18 ạ ầ Hình 1 10 H ệ thống Đỗ xe tự độ ng h ệ thống tháp xe 19

Hình 1 11 Đỗ xe tự động h ệ thống thang nâng di chuy n 20 ể Hình 1 12 Các loại thang nâng di chuy n 21 ể Hình 1 13 Đỗ xe tự động h ệ thống t ng nâng di chuy n 23 ầ ể Hình 1 14 H ệ thống đỗ xe tự độ ng - d ng xoay vòng trạ ục đứng 25

Chương 2: Thi t k mô hình h ế ế ệ thống đỗ xe t ng dàn xoay vòng tr ng ự độ ụ đứ Hình 2 1 Sơ đồ hệ thống đỗ xe tự độ ng - d ng xoay vòng tr c đứng 30 ạ ụ Hình 2 2 Bảng ch ọn động cơ của hang CITIZENMICRO 32

Hình 2 3 Vít me đai ốc bi 36

Hình 2 4 Chế làm vi độ ệc của mô hình 39

Hình 2 5 Chọn ki u vít me bi 40 ể Hình 2 6 C m vòng bi t l a 41 ụ ổ đỡ ự ự Hình 2 7 Ray trượt tròn có đế 45

Hình 2 8 Ray trượt vuông 45

Hình 2 9 Bản v l p c ẽ ắ ụm nâng hạ 47

Hình 2 10 Vít me đai ốc bi 48

Trang 6

Hình 2 11 Ray dẫn hướng 48

Hình 2 12 Tấm đỡ m t trên 49 ặ Hình 2 13 Tấm đỡ m ặt dưới và đỡ động cơ 49

Hình 2 14 Thanh trượt nâng xe 50

Hình 2 15 Gối đỡ c chính trên 51 trụ Hình 2 16 Gối đỡ trục chính dưới. 51

Hình 2 17 Ca bin để xe 52

Hình 2 18 Tấm đỡ ặ m t trên 52

Hình 2 19 Tấm đỡ các t ầng để xe. 53

Hình 2 20 Tấm đỡ m ặt dưới. 53

Hình 2 21 Bản v l p t ng th mô hình 54 ẽ ắ ổ ể Chương 3: Thi t k , ch t o h ế ế ế ạ ệ thống điều khi n ể Hình 3 1 Sơ đồ nguyen lý điều khiển 57

Hình 3 2 Sơ đồ điề u khiển hệ thống 58

Hình 3 3 B ng thông s ả ố và các đặc điểm kỹ thu ật của series 22X 59

Hình 3 4 Hình dáng cấu trúc bên ngoài PLC 61

Hình 3 5 Mô hình t ng quát c a m t PLC 62 ổ ủ ộ Hình 3 6 Cấu trúc b nh c a PLC 63 ộ ớ ủ Hình 3 7 Bộ ngu n cung c p 24VDC ồ ấ – 5A 65

Hình 3 8 Sơ đồ mạch điều khiển hệ th ng 66 ố Hình 3 9 Sơ đồ m ạch động lực hệ thống 67

Hình 3 10 Hình ảnh cảm biến ti m c n 67 ệ ậ Hình 3 11 Nguyên lý hoạ ộ t đ ng c a c m bi n ti ủ ả ế ệm cận điện cảm 68

Hình 3 12 Cảm bi ến điện dung 69

Hình 3 13 Kích thước c a c ủ ảm biến tiệm cận 70

Hình 3 14 Sơ đồ đấ u dây 70

Hình 3 15 Xung ngõ ra 70

Hình 3 16 Hình ảnh nút nh n 71 ấ

Trang 7

Hình 3 17 Hình ảnh công t c hành trình 71 ắ

Hình 3 18 Hình ảnh Relay 24VDC 72

Hình 3 19 Hình ảnh động cơ một chiều 24VDC 72

Hình 3 20 Đèn báo hoạt động của hệ thống 73

Hình 3 21 Giao diện c a ph n m m STEP7 - MICROWIN 74 ủ ầ ề Hình 3 22 Sơ đồ bố trí cabin 78

Hình 3 23 Bảng thi ết lập đầu vào/đầu ra 78

Hình 3 24 Sơ đồ thuật toán chương trình chính. 79

Hình 3 25 Sơ đồ thuật toán chương trình reset. 80

Hình 3 26 Sơ đồ thuật toán chương trình lấy xe 81

Hình 3 27 Sơ đồ thuật toán chương trình nhả xe 82

Hình 3 28 Sơ đồ thuật toán chương trình P12. 83

Hình 3 29 Sơ đồ thuật toán chương trình UP12. 84

Trang 8

Trang 9

LỜI M Ở ĐẦ U

on nh ng nTr g ữ ăm gần đây ới ự phv s át tri n kinh t xã h cể ế ội ủa ệt NaVi m, l ng ượ

phương tiện giao thông đã tăng một các nhh anh chóng Phương ti n c nhân tệ á ăng lên, đòi

h di n tích ỏi ệ đất dành cho bãi đỗ e cũ x ng ph i t ng theo Tuả ă y nhiên, t cá hành ph lại c t ố ớn

nh H N Hư à ội, ồ Chí Minh, Đà N ng, Cần Th viẵ ơ ệc đáp ng yêu c u qu ứ ầ ỹ đất nà ngày y càng t ra không kh thỏ ả i do giá trị đất đang t ng nhanh,v nhu că à ầu đất cho các ục đ h m ícquan tr ng khá c ng ang thi u.Hi n nay t i các u vọ c ũ đ ế ệ ạ kh ực ung tâtr m thành ph lố ớn, số ô

tô ph n lầ ớn d ng trên vừ đỗ ỉa hè, lòn đường gâg y cản tr giaở o thông Để giải quyết vấn đề

và đi theo xu thế phát triển của thế giới, chúng em thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài

“thiế ết k mô hình đỗ xe tự động” Với h ệthống đỗ xe tự động khi được đưa vào sử ụng d

s mang l i rẽ ạ ất nhiề ợi ích cho xã hội, giảu l m thi u vể ấn đề ả c n tr giao thông, c nh quan ờ ảthành phố và đặc biệt là tiết kiệm thời gian cho ngườ ử d ng ô tô i s ụ

H ệ thống đõ xe tự độ ng là lo i thiạ ết bị mang tính k ỹ thuật cao, áp dụng đồng thời các nguyên lí chung của hệ thống thang máy, h ệ thống x p d t ng và h ế ỡ ự độ ệ thống lưu kho t ng mà hàng hóa là ô tô H ự độ ệ thống lưu giữ xe b ng các thi t b nâng chuy n vằ ế ị ể ới các chuyển động theo phương ngang, phương đứng và chuyển động xoay với độ chính

xác cao và an toàn T t c h ấ ả ệ thống được quản lí và điểu khi n b ng máy tính ể ằ

Chúng em th c hiự ện đồ án tốt ng ệhi p với đề tài “thiết kế mô hình đỗ xe t ự đông” ở

b môn Máy và ma sát hộ ọc, viện Cơ khí, Đại học Bách Khoa Hà N ội

Chúng em xin chân thành c ảm ơn tất cả Thầy TS Bu i Tuâ n Anh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em c hi bâ o đê êm co đu kiê n t hư c đê hoâ n th â nh

to t nghiê p nâ y

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng với kiến thức còn hạn h p, vì vậy đồ án này ẹkhông thể tránh kh i thiỏ ếu sót Chúng em r ất mong có được những ý kiến đóng góp chân thành c a các Thủ ầy Cô để đồ án này được hoàn chỉnh hơn

Em x in chân thành c ảm ơn!

Trang 10

CHƯƠNG 1

GIỚI THI U TỔNG QUAN ĐỀ TÀI Ệ

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

ong nh ng nTr ữ ăm gần ây v i s đ ớ ự phát triển kinh t xã h i c a Vi t ế ộ ủ ệ Nam, l ng ượ

phương tiện giao thông ã t ng m t c h đ ă ộ ác nhanh chóng Phương ti n cá nhân tăng lên, i ệ đò

h i di n ch t dành cho bãỏ ệ tí đấ i đỗ xe ng ph i t ng theo Tuy cũ ả ă nhiên, t i các thành ph lạ ố ớn

nh Hà N H Chí nh, à N ng, C n Th vi c áp ư ội, ồ Mi Đ ẵ ầ ơ ệ đ ứng yêu c u qu t nà ngày ầ ỹ đấ y càng t không kh thi do g ỏ ra ả iá trị đấ đt ang tăng nhanh, và nhu cầu t cho đấ các ục đích mquan tr ng khác c ng ang thi u ọ ũ đ ế

Hi n nay tệ ại các u v c trkh ự ung tâm thành ph lố ớn, số ô tô phần lớn d ng trên v a hè, ừ đỗ ỉ

lòn đườg ng gây c n ả trở giao thông

Hình 1 1 Tình trạng dừng đỗ xe trên vỉa hè và lòng đường

Trang 11

Để gi i quyả ết vấn đề chỗ đỗ xe trong đô th , ị nh ều i nướ trc ên th gi i sế ớ ử d ngụ h ệ

th ng ố nh đỗà xe nhiều tầng ự động t , ph biổ ến nh Nh t Bư ậ ản, Hàn Quốc, Ấn Độ, Singapore, Trung Qu c, M và các ố ỹ nước Châu Âu T i các ạ nước này đã có nhi u công ty ề

ch yủ ếu kinh doanh bãi đỗ ô tô nh ềi u lo i, trạ ong ó h th ng hi u t ng t ng đ ệ ố đỗ ề ầ ự độ được

sử dụng rất phổ ế bi n Các công ty sản xu t hệ th ng đỗ xe t ng là các nhà ch t o, ấ ố ự độ ế ạkhông trực ti p kinh ế doanh bãi xe mà ch cung c p và l p t thi t b cho các nhà u đỗ ỉ ấ ắ đặ ế ị đầ

t Ngoài ra, còn các h th ng các cư ệ ố ông ty s n xu t các thiả ấ ết bị ph ụ trợ như: hệ ố th ng l y ấ

vé t ng c th , tr ti n t ng ự độ đọ ẻ ả ề ự độ

So với các bãi đỗ xe ki u truy n th ng, nh ng l i ích c a mể ề ố ữ ợ ủ ột bãi đỗ xe tự động không ch là nhanh chóng và ti n l i B n s không còn ph i lo l ng chi c xe c a mình b ỉ ệ ợ ạ ẽ ả ắ ế ủ ị

xô xát, va đụng, trầy xước bởi nơi đỗ xe được cách ly hoàn toàn v i bên ngoà ớ i

Hệ thống xe tđỗ ự động là lo i thi t b mang tính k thu t cao, áp d ng hòa h p các ạ ế ị ỹ ậ ụ ợnguyên lý chung c a hủ ệ thống thang máy & hệ thống x p d tế ỡ ự động và hệ thống lưu kho

tự động mà hàng hóa là ôtô và có độ chính xác nhất định.Trong h thông này ệ xe được lưu

giữ ở các ô ( Block parkings ) dưới mặt đất hoặc trên cao Để thực hi n việ ệc lưu giữ này

hệ thống s d ng các thi t b nâng chuyử ụ ế ị ển Đây là thiết bị có thể có chuyển động theo các phương sau: phương ngang, phương đứng, phương chuyển động xoay với độ chính xác và

an toàn cao Hoạt động c a các máy nâng chuyủ ển được điều khi n b i máy tính Máy tính ể ở

qu n lý toàn b hoả ộ ạt động c a hủ ệ thống như: số lượng xe hiện đang gửi, số chỗ trống còn

lại, trạng thái tại các ô lưu trữ, …

S n lự tiệ ợi của hệ thống xe t ng: đỗ ự độ

- Tăng hiệu quả sử dụng không gian lên 60%, so với bãi đỗ xe dùng đường dẫn truyền thống

- Giảm 40% di n tích mệ ặt bằng xây d ng, gi m 50% kh i tích xây d ng ự ả ố ự

- Tận d ng tụ ối đa các cấu trúc có sẵn bên dưới hoặc ở trên mặ ất đ t

- Giảm chi phí qu n lý thông qua ki m soát chính xác và tiêu thả ể ụ điện năng và chi phí

v ệ sinh công trình

Trang 12

Ngày 24/42015, Công ty TNHH MTV Khai thác điểm đỗ xe Hà Nội khánh thành và đưa vào khai thác công trình điểm đỗ xe giàn thép trên phố Trần Nhật Duật (quận Hoàn Kiếm) Bãi đỗ xe có diện tích hơn 2.300m2, xây dựng 7 khối nhà bằng giàn thép cao 4 tầng (tổng chiều cao hơn 8m), tổng diện tích xây dựng khoảng 412m2 Mỗi khối nhà có diện tích như bãi xe tại phố Nguyễn CôngHoan

Cạnh mỗi bãi đỗ xe được xây dựng một nhà điều hành, nhà bảo vệ, lắp máy phát điện

dự phòng, sân đường nội bộ

Ngày 30/1/2016, Hà Nội đã chính thức đưa vào vận hành dự án giàn thép đỗ xe cao tầng trên phố Nguyễn Công Hoan, Ba Đình, Hà Nội Bãi đỗ xe tại phố Nguyễn Công Hoan (quận Ba Đình) được xây dựng trên diện tích hơn 1.800m2, trong đó diện tích lắp dựng giàn thép 1.000m2 với17 khối nhà bằng giàn thép cao 4 tầng (tổng chiều cao hơn 8m) Mỗi khối nhà có diện tích xây dựng gần 60 m2

C hai d án có t ng mả ự ổ ức đầu tư gần 122 t ng, tuy nhiên ỷ đồ chỉ trông gi ữ được 312 ôtô C ụ thể, ch trên giàn thép ph ỗ đỗ ố Trần Nhật Duật là 91 xe, giàn thép trên ph ốNguy n Công Hoan là 221 xe ễ

Dưới đây là một số hình ảnh thực tế của bãi đỗ xe

Trang 13

3.3.10 Sơ đồ thuật toán chương trình UP21.

Chương trình con “UP21” bao gồm các lệnh sau:

- Lệnh cho động cơ 2 đi lên tầng 2

- Gọi và thực thi chương trình con “layxe”

- Lệnh cho động cơ 2 đi xuống tầng 1

- Lệnh cho động cơ 1 quay + 240 độ

- Gọi và thực thi chương trình con “nhaxe”

- Lệnh cho động cơ quay – 240 độ

- Trả l i quy n thạ ề ực thi cho chương trình chính

Trang 14

3.3.11 Sơ đồ thuật toán chương trình P22.

Chương trình cho “P22” bao gồm các lệnh sau:

- Gọi và thực thi chương trình con “layxe”

- Lệnh cho động cơ 2 đi lên tầng 2

- Lệnh cho động cơ 1 quay + 120 độ

- Gọi và thực thi chương trình con “nhaxe”

- Lệnh cho động cơ 1 quay – 120 độ

- Lệnh cho động cơ 2 đi xuống tầng 1

- Trả l i quyạ ền điều khiển cho chương trình chính

Tiêu đề	Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống đỗ xe tự động
Trường học	Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Cơ khí
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	28
Dung lượng	2,37 MB