đồ án tốt nghiệpthiết kế giao diện cho hệ thống bãi đỗ xe tự động

Ta cần có một thiết bị để theo dõi cácphương tiện ra vào, tránh trường hợp khi bãi đỗ xe đã đầy mà vẫn có phương tiệndi chuyển vào trong bãi đỗ xe.Ở đây, để giả định trường hợp này, em đ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế giao diện cho hệ thống bãi đỗ xe

tự động Phạm Tiến Đạt

Dat.pt200142@sis.hust.edu.vn

Ngành Điện tử Viễn thông

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Khang

Chữ ký của GVHD

HÀ NỘI, 7/2023

ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN

Thiết kế giao diện cho hệ thống bãi đỗ xe tự động bằng ứng dụng TIA PORTAL

và WINCC

Giáo viên hướng dẫn

Ký và ghi rõ họ tên

Lời cảm ơn

Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy Nguyễn Văn Khang Trong quá tìm hiểu và nghiên cứu, em đã nhận được sự quan tâm giúp

đỡ, hướng dẫn tận tình, tâm huyết của thầy

Em cũng muốn bày tỏ lòng biết ơn đến thầy Các tài liệu nghiên cứu, bài viết và sách từ thầy đã cung cấp cho em những kiến thức chi tiết, là nguồn tư liệu quý giá để em hiểu sâu hơn về đề tài này

Lời cuối cùng, em xin kính chúc thầy nhiều sức khỏe, thành công và hạnh phúc

Phạm Tiến Đạt

Lời mở đầu

Ở các tòa nhà và các khu trung tâm thương mại luôn có nhiều người ra vào, với lượng phương tiện thay đổi liên tục trong bãi đỗ xe Tuy nhiên, số lượng xe có thể đỗ xe ở trong bãi đỗ xe là có giới hạn Ta cần có một thiết bị để theo dõi các phương tiện ra vào, tránh trường hợp khi bãi đỗ xe đã đầy mà vẫn có phương tiện

di chuyển vào trong bãi đỗ xe

Ở đây, để giả định trường hợp này, em đã sử dụng phần mềm TIA PORTAL và WINCC để có thể tạo ra màn hình giao diện và mô phỏng với các trường hợp xe vào và ra Có thể xem được tình trạng của bãi đỗ xe, và có đèn báo động khi số

xe đã đầy

Qua quá trình làm việc tập trung và năng suất, cùng với sự giúp đỡ của thầy, em

đã hoàn thành được đồ án lần này, học được nhiều kỹ năng hữu ích như sử dụng các phần mềm liên quan, hiểu được luồng hoạt động của một dự án thực tế Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 Giới thiệu về TIA PORTAL và WINCC 1

1.1 Giới thiệu chung 1

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ GIAO DIỆN 2

2.1 Bài toán đặt ra 2

2.2 Mô tả công nghệ 2

2.3 Địa chỉ hóa các đối tượng, thiết bị theo dõi, giám sát 2

2.4 Thiết kế sơ bộ màn hình HMI 3

2.5 Lựa chọn PLC và màn hình HMI 3

2.6 Xây dựng các network trong PLC 5

2.7 Xây dựng màn hình HMI 6

2.8 Kiểm thử 7

CHƯƠNG 3 KẾT LUẬN 10

3.1 Kết luận 10

CHƯƠNG 1 Giới thiệu về TIA PORTAL và WINCC

1.1 Giới thiệu chung

WinCC và TIA Portal là hai phần mềm mạnh mẽ và phổ biến trong lĩnh vực tự động hóa và điều khiển công nghiệp Được phát triển bởi hãng Siemens, WinCC

và TIA Portal cung cấp một giải pháp tích hợp và toàn diện cho việc quản lý và điều khiển các hệ thống tự động trong môi trường công nghiệp

WinCC là một phần mềm SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) được sử dụng để giám sát và điều khiển các quy trình sản xuất và hệ thống công nghiệp Nó cung cấp giao diện trực quan và linh hoạt để hiển thị thông tin từ các thiết bị và cảm biến trong hệ thống, cho phép người dùng giám sát và điều khiển quy trình sản xuất một cách hiệu quả WinCC cũng hỗ trợ thu thập và lưu trữ dữ liệu từ các quy trình, cho phép phân tích và đánh giá hiệu suất hệ thống TIA Portal (Totally Integrated Automation Portal) là một nền tảng phần mềm tích hợp được sử dụng để lập trình, cấu hình và điều khiển các thiết bị tự động hóa trong ngành công nghiệp Nó cung cấp một môi trường làm việc đồng nhất cho lập trình và cấu hình các thiết bị như PLC (Programmable Logic Controller), HMI (Human Machine Interface), và các thiết bị khác TIA Portal cho phép người dùng tạo ra các ứng dụng tự động hóa phức tạp, từ thiết kế mạch điện đến lập trình điều khiển quy trình, tất cả được quản lý trong một giao diện đồ họa thân thiện

Việc kết hợp WinCC và TIA Portal cung cấp một giải pháp toàn diện cho tự động hóa công nghiệp Người dùng có thể sử dụng TIA Portal để lập trình các thiết bị tự động hóa và tạo liên kết với WinCC để giám sát và điều khiển quy trình sản xuất Sự tích hợp mạnh mẽ giữa hai phần mềm này giúp cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống, đồng thời giảm thiểu thời gian và công sức cần thiết cho việc phát triển và bảo trì hệ thống

WinCC và TIA Portal là những công cụ quan trọng trong ngành tự động hóa công nghiệp và được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới Với khả năng linh hoạt, mạnh mẽ và tích hợp, chúng mang lại lợi ích to lớn cho việc quản lý và điều khiển các hệ thống tự động trong môi trường công nghiệp hiện đại

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ GIAO DIỆN

2.1 Bài toán đặt ra

Ở các tòa nhà và các khu trung tâm thương mại luôn có nhiều người ra vào, với lượng phương tiện thay đổi liên tục trong bãi đỗ xe Tuy nhiên, số lượng xe có thể đỗ xe ở trong bãi đỗ xe là có giới hạn Ta cần có một thiết

bị để theo dõi các phương tiện ra vào, tránh trường hợp khi bãi đỗ xe đã đầy mà vẫn có phương tiện di chuyển vào trong bãi đỗ xe

2.2 Mô tả công nghệ

Hệ thống điều khiển bãi đỗ xe cho phép đỗ tối đa 100 xe, cảm biến S1 đếm xe vào bãi, S2 đếm xe ra Có một đèn báo ở lối cho xe vào Khi số xe trong bãi là

100 xe trở lên, đèn sẽ báo sáng

Figure 1: Mô hình điều khiển bãi đỗ xe

2.3 Địa chỉ hóa các đối tượng, thiết bị theo dõi, giám sát

Các thiết bị cần vận hành:

- Cảm biến S1

- Cảm biến S2

- Đèn báo xe đầy

Sơ đồ địa chỉ hóa các đối tượng:

- Sử dụng vị trí các thanh hợp lý để diễn tả ý muốn nhấn mạnh; không nên đặt các thanh ngẫu nhiên vì có thể gây phân tán suy nghĩ và không diễn tả được ý

Địa chỉ hóa các đầu vào/ra Địa chỉ Tên thiết bị vào Địa chỉ Tên thiết bị ra

000.00 Cảm biến S1 100.00 Đèn báo xe đầy 000.01 Cảm biến S2

2.4 Thiết kế sơ bộ màn hình HMI

Màn hình HMI được thiết kế sơ bộ qua công cụ PowerPoint:

Figure 2: Cấu trúc sơ bộ của màn hình HMI

2.5 Lựa chọn PLC và màn hình HMI

Trong quá trình thực hiện, dựa trên thực tế, em đã lựa chọn:

- PLC: CPU 1212C DC/DC/DC

- HMI: TP700 Comfort

Figure 3: CPU 1212C DC/DC/DC

Figure 4: TP700 Comfort

2.6 Xây dựng các network trong PLC

Dựa trên bản phác thảo của giao diện HMI, ta cần xây dựng 3 network:

- Network 1: Xây dựng bộ đếm xe, đèn báo khi xe đầy

- Network 2: Xây dựng đèn báo xe vào

- Network 3: Xây dựng đèn báo x era

Network cụ thể được trình bày ở các hình

sau:

Figure 5: Network 1 - Bộ đếm xe

Figure 6: Network 2 - Đèn vào

Figure 7: Network 3 - Đèn ra

2.7 Xây dựng màn hình HMI

Xây dựng giao diện HMI tương ứng với giao diện đã được thiết kế trước đó, liên kết với các địa chỉ đã được tạo ra ở trong network, ta được màn hình như sau:

Figure 8: Màn hình HMI

2.8 Kiểm thử

Sau khi ta đã tạo xong được các network và xây dựng được các giao diện màn hình, ta sẽ đến với các trường hợp trong thực thế

- Trường hợp 1: Xe vào, nhà xe chưa đầy, khi đó đèn báo xe vào sẽ bật và

bộ đếm bắt đầu tăng

Figure 9: Network của trường hợp 1

Figure 10: Màn hình HMI của trường hợp 1

- Trường hợp 2: Xe vào, nhà xe đầy (giả định số lượng xe đầy là 5 xe), khi

đó đèn báo xe đầy sẽ sáng, đèn báo xe vào sáng, khi này sẽ dừng cho xe vào

Figure 11: Màn hình HMI của trường hợp 2

- Trường hợp 3: Nhà xe đầy, có 1 xe ra, khi đó đèn báo xe đầy sẽ tắt, đèn

báo xe ra sẽ bật

Figure 12: Màn hình HMI của trường hợp 3

CHƯƠNG 3 KẾT LUẬN 3.1 Kết luận

Trong báo cáo này, em đã nghiên cứu và thiết kế giao diện HMI cho hệ thống bãi

đỗ xe tự động Mục tiêu chính của thiết kế là cung cấp một giao diện trực quan

và dễ sử dụng cho người dùng, đồng thời tối ưu hóa quy trình đỗ xe tự động và cải thiện hiệu suất hoạt động của bãi đỗ

Kết quả của quá trình thiết kế là một giao diện HMI có các chức năng quan trọng như hiển thị số lượng xe, các đèn vào/ra, và cung cấp thông tin chi tiết về việc đỗ

xe Giao diện cũng được thiết kế để đảm bảo tính an toàn và bảo mật

Tổng kết lại, qua quá trình nghiên cứu và thiết kế giao diện HMI cho bãi đỗ xe tự động, em đã đạt được mục tiêu của mình Giao diện HMI được thiết kế đáp ứng các yêu cầu chức năng, cung cấp trải nghiệm người dùng tốt và cải thiện hiệu suất hoạt động của hệ thống bãi đỗ xe Công việc tiếp theo có thể là triển khai và kiểm tra giao diện trên thực tế để đảm bảo tính tin cậy và hiệu quả của nó trong môi trường thực tế