Đồ Án tốt nghiệp Đề tài thiết kế mô hình hệ thống rửa xe tự Động dùng plc

Trường Đại học Giao thông Vận tảiNHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: CƠ ĐIỆN TỬ KHOA: CƠ KHÍ Sinh viên: ĐỖ KHẮC LƯƠNG - Lớp Cơ Điện Tử K60 NGUYỄN VIẾT SƠN - Lớp Cơ Điện Tử K60 ĐINH CÔ

NGUYỄN VIẾT SƠN – 6051040078

ĐINH CÔNG CƯỜNG – 6051040011 LỚP : CQ.60.COĐT

TP.HCM, ngày10 tháng 1 năm 2025

Trường Đại học Giao thông Vận tải

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

BỘ MÔN: CƠ ĐIỆN TỬ KHOA: CƠ KHÍ

Sinh viên: ĐỖ KHẮC LƯƠNG - Lớp Cơ Điện Tử K60 NGUYỄN VIẾT SƠN - Lớp Cơ Điện Tử K60

ĐINH CÔNG CƯỜNG - Lớp Cơ Điện Tử K60

Tên và tóm tắt yêu cầu, nội dung đề tài:

THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC

Số liệu cần thiết chủ yếu để thiết kế:

 Lấy số liệu từ các linh kiện mua ngoài thực tế và tham khảo hệ thống rửa xe ô tô

tự động hiện nay.

Nội dung của bản thuyết minh, yêu cầu giải thích tính toán của thiết kế tốt nghiệp:

1 Tổng quan về hệ thống rửa xe tự động.

2 Tính toán, thiết kế phần cứng hệ thống rửa xe tự động.

3 Đánh giá hoạt động của hệ thống rửa xe tự động.

4 Kết luận và đánh giá.

Cán bộ hướng dẫn:

a Giáo viên của Trường:

b Cán bộ ngoài sản xuất:

Ngày giao nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp: 02/10/2024

Ngày bắt đầu thiết kế tốt nghiệp: 02z`/10/2024

TL\HIỆU TRƯỞNG Ngày 10 tháng 1 năm 2025 Đã giao nhiệm vụ TKTN

Trưởng Khoa Trưởng Bộ môn Giáo viên hướng dẫn

PGS.TS Đin

Đã nhận nhiệm vụ TKTN Sinh viên: Đỗ Khắc Lương - Nguyễn Viết Sơn Đinh Công Cường

Lớp: Kĩ thuật Cơ Điện Tử Khoá: 60

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG 2

1.1 Khát quát về hệ thống rửa xe hiện nay 2

1.2 Lí do chọn đề tài 2

1.2.1 Tình hình hiện nay 2

1.2.2 Những vấn đề mà hệ thống rửa xe tự động đối mặt 4

1.2.3 Các phương pháp rửa xe ô tô hiện nay 5

1.2.4 Cấu trúc cơ bản của một hệ thống rửa xe tự động trong thực tế 6

1.2.5 Quy trình hoạt động của hệ thống rửa xe tự động 7

1.3 Phân loại hệ thống 7

1.4 Ưu điểm và nhược điểm từng hệ thống 9

1.5 Một số hệ thống rửa xe tự động ở nước ta và trên thế giới 10

1.5.1 Hệ thống rửa xe tự động GO & GO 10

1.5.2 Hệ thống rửa xe du lịch tự động Zonda - Trung Quốc 12

1.5.3 Hệ thống rửa ô tô tự động Schumuak Touchless Car Wash - Ấn Độ 13

1.5.4 Hệ thống rửa xe du lịch tự động ZD-W900 Trung Quốc 14

1.5.5 Hệ thống rửa xe tự động cb 1/28 Karcher dùng ngoài trời 15

1.6 Cấu trúc hệ thống rửa xe tự động 16

1.7 Nguyên lý làm việc 16

1.8 Mục tiêu thực hiện đề tài 17

Kết luận Chương I 18

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ PHẦN MỀM VÀ PHẦN CỨNG HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG 19

2.1 Giới thiệu sơ lược về phần mềm Gx Works2 19

2.2 Giới thiệu sơ lược về phần mềm điều khiển 20

2.3 Giới Thiệu tổng quan PLC OMRON CP1H 21

2.3.1 Giới thiệu PLC 21

2.3.2 Hoạt động của PLC 22

V

2.3.4 Giới thiệu về PLC Omron CP1H 23

2.4 Giới thiệu sơ lược các phần cứng 24

2.4.1 Cảm biến 24

2.4.2 Relay trung gian 25

2.4.3 Máy bơm 25

2.4.4 Động cơ DC 26

2.4.5 Hệ thống băng chuyền 27

2.4.7 Chổi lau xe 28

2.4.8 Nguồn 29

2.4.9 Khung 29

2.4.10 Hệ thống phun nước và xà phòng 30

2.2.11 Ống dẫn nước và xà phòng 30

2.5 Tính toán bộ truyền đai thun 31

2.5.1 Chọn các thông số ban đầu cho bộ truyền 31

2.5.2 Xác định công suất bộ truyền 32

2.5.3 Xác định lực kéo của bộ truyền 32

2.5.4 Kiểm tra điều kiện để bộ truyền hoạt động 32

2.5.5 Tính hiệu suất và momen xoắn trên các trục 32

2.6 Tính bộ truyền đai (bộ truyền từ động cơ đến trục) 33

2.6.1 Giới thiệu bộ truyền đai 33

2.6.2 Cấu tạo chính và nguyên lý làm việc của bộ truyền đai 33

2.6.3 Tính chọn thông số bộ truyền đai 35

2.6.4 Tính chọn hệ dẫn động cơ 37

Kết luận Chương II 38

VI

LỜI MỞ ĐẦU

Quãng thời gian thực hiện khóa luận là khoảng thời gian vô cùng quý báu và ý nghĩa đốivới tất cả các sinh viên nói chung, và đặc biệt là sinh viên khối ngành kĩ thuật Sau quá trìnhhọc tập trên giảng đường, tiếp xúc nhiều với sách vở và những kiến thức lý thuyết, việc vậndụng những kiến thức tổng hợp, chuyên sâu mà mình học vào thực tế chuyên ngành là điều

vô cùng quan trọng và cần thiết Đối với sinh viên kỹ thuật, khóa luận tốt nghiệp là cơ hội

để sinh viên được nghiên cứu chuyên sâu về những đề tài gắn liền với thực tiễn công việc,vận dụng hết những gì mình đã được học tập trên giảng đường để thực hiện nghiên cứu vàhoàn thiện đề tài tốt nghiệp, là bước khởi đầu đưa bản thân phát triển hơn trong công việctương lai

Thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp đem lại cho nhóm rất nhiều kinh nghiệm trongquá trình học tập, trong quá trình làm việc nhóm, đồng thời còn bổ sung thêm được nhiềukiến thức mới từ những đề tài Và đặc biệt hơn cả, nhóm được sử dụng những kiến thứcmình đã được học để nghiên cứu, tìm ra những điều mới, cải thiện và phát triển những cái đã

có để góp phần cải thiện cuộc sống của con người, phát triển kinh tế xã hội, phát triển đấtnước

Được sự phân công của quý thầy cô trong bộ môn Cơ Khí, khoa Cơ Khí, trường Đại họcGiao Thông Vận Tải Phân Hiệu TP.HCM Sau gần 4 tháng nghiên cứu, nhóm đã hoàn thành

đề tài tốt nghiệp “Thiết kế hệ mô hình thống rửa xe tự động dùng PLC ” .

Đề hoàn thành đề tài được giao, ngoài sự nỗ lực học hỏi của bản thân còn có sự hướngdẫn tận tình của thầy cô trong Khoa Cơ Khí, trường Đại học GiaoThông Vận Tải Phân HiệuTP.HCM, vì thế trong lời đầu tiên của cuốn báo cáo đồ án tốt nghiệp này muốn gửi lời cảm

ơn chân thành đến cô cũng như các thầy cô giáo bộ môn trong khoa đã trực tiếp hướng dẫn

và tận tình giúp đỡ tạo điều kiện để hoàn thành tốt để tài tốt nghiệp này Xin chân thành cảmơn!

1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG RỬA XE

TỰ ĐỘNG

1.1 Khát quát về hệ thống rửa xe hiện nay

- Chúng ta đã quen với hình ảnh những người thợ rửa xe ô tô bằng tay với máy rửa xe

áp lực cao tại các tiệm rửa xe Tuy nhiên hiện nay, không ít trung tâm chăm sóc xe hơi,garage đã sử dụng hệ thống rửa xe thông minh được trang bị máy móc hiện đại với rất ítnhân lực

- Hệ thống máy rửa xe tự động là một chuỗi các thiết bị chuyên dụng phục vụ cho quátrình vệ sinh xe một cách toàn diện, bao gồm: khung sườn, vòi phun nước, bình xịt, Các

bộ phận này có sự liên kết chặt chẽ với nhau và các bước vệ sinh đều được lập trình sẵn để

tự động hóa Quá trình sử dụng chỉ cần từ một đến hai nhân công quan sát, điều khiển vàvận hành máy

1.2 Lí do chọn đề tài

1.2.1 Tình hình hiện nay

- Những năm gần đây thị trường ô tô ở Việt Nam đang có bước chuyển mình khá ấntượng Những số liệu thống kê cho thấy: từ năm 2000 cho đến nay, số lượng phương tiệngiao thông nói chung và ô tô nói riêng tăng trưởng với tốc độ chóng mặt, đến tháng 3/2009,tổng số lượng ô tô các loại lưu thông trên toàn quốc đạt xấp xỉ 1 triệu xe Đến năm 2013,con số này đã đạt 1,5 triệu xe

Hình 1.1 Số lượng ô tô và xe máy hoạt động hàng năm của Việt Nam.

2

Sự tăng trưởng số lượng xe ô tô ở trên là do sức tiêu thụ ngày càng mạnh của

người Việt Theo số liệu của Cục thống kê:

Bảng 1: Lượng xe bán ra tại Việt Nam từ 2013-2022

Năm Số lượng xe bán ra tại Việt Nam

Hình 1.2 Doanh số ô tô hàng tháng của thị trường Việt Nam trong năm 2017.

3

- Nếu so với các nước trong cùng khu vực thì lượng tiêu thụ ô tô ở các nước ĐôngNam Á khác cũng không thể “bì” được với Việt Nam Trong khi tình hình ở các thị trườnglớn như Thái Lan, Indonesia, Malaysia đều rất ảm đạm thì ở Việt Nam lại cực kì sáng sủa.Năm 2017, mặc dù có chút sụt giảm so với năm 2016 nhưng lượng xe tiêu thụ ở nước tavẫn rất lớn

- Giải thích cho sự tăng trưởng mạnh mẽ trên thì nền kinh tế tăng trưởng là lý do rõràng nhất Đời sống người dân ngày càng cao nên việc mua một phương tiện đi lại có giáhàng trăm triệu không còn là vấn đề quá lớn Từ đó, nhu cầu rửa xe cũng không ngừng tănglên và các hệ thống thủ công sẽ khó lòng đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao như vậy.Chính vì lẽ đó, rửa xe tự động sẽ đóng vai trò quan trọng trong tương lai và nếu được khaithác một cách có bài bản thì đó sẽ là một hướng kinh doanh rất sáng sủa đối với các nhà đầu

tư

1.2.2 Những vấn đề mà hệ thống rửa xe tự động đối mặt

- Theo các số liệu thu thập được thì thời gian trung bình để rửa một xe của các hệthống rửa xe tự động hiện nay dao động từ 5-8 phút, còn đối với các hệ thống thủ công là10-15 phút, đó là chưa kể đến lúc đông khách

- Chi phí rửa xe cũng là một vấn đề đáng lưu tâm Một người sử dụng xe cần có thunhập trung bình hàng tháng vào khoảng 20 triệu đồng trở lên thì mới đủ để “nuôi” mộtchiếc xe ô tô, nguyên nhân là do các chi phi vận hành ô tô là rất đắt đỏ Riêng chi phí rửa xecũng đã tiêu tốn từ 200 – 300 nghìn đồng/tháng (1 tháng rửa xe 4 lần)

Bảng 2: Chi phí vận hành ô tô trong một tháng.

- Một hệ thống rửa xe sẽ tiêu tốn từ 200 – 300 lít nước cho một xe ô tô (tương đương0,2 – 0,3 mét khối) Vì vậy việc sử dụng nguồn nước sao cho tiết kiệm tối đa là một tháchthức của các hệ thống rửa xe tự động Hơn nữa, từ ngày 1/1/2017, nghị định 154 củaChính phủ về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải sẽ bắt đầu có hiệu lực thi hành, theo

4

đó các cơ sở rửa xe phải trả mức phí bằng 10% giá bán của 1 mét khối nước sạch Vì vậy,nếu tận dụng được nguồn nước thải sẽ tiết kiệm được một khoảng chi phí lớn đồng thờigóp phân bảo vệ môi trường đô thị

- Các hệ thống rửa xe tự động chưa thật sự phát triển ở nước ta, trong khi nhu cầungày càng lớn Vì vậy nhóm có ý tưởng khai thác những ưu điểm của PLC để điều khiển

hệ thống rửa xe ô-tô tự động, góp phần đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn

Hình 1.3 Nước thải do hoạt động rửa xe.

1.2.3 Các phương pháp rửa xe ô tô hiện nay

- Chúng ta đã quen với hình ảnh những người thợ rửa xe ô tô bằng tay với máy rửa

xe áp lực cao tại các tiệm rửa xe Tuy nhiên hiện nay, không ít trung tâm chăm sóc xe hơi,garage đã sử dụng hệ thống rửa xe thông minh được trang bị máy móc hiện đại với rất ítnhân lực

- Hệ thống máy rửa xe tự động là một chuỗi các thiết bị chuyên dụng phục vụ choquá trình vệ sinh xe một cách toàn diện, bao gồm: khung sườn, vòi phun nước, bình xịt, Các bộ phận này có sự liên kết chặt chẽ với nhau và các bước vệ sinh đều được lập trìnhsẵn để tự động hóa Quá trình sử dụng chỉ cần từ một đến hai nhân công quan sát, điềukhiển và vận hành máy

- Tuy nhiên trong thời gian không xa với 3 phương pháp này sẽ được đang xen nhau

và đưa ra một phương án hợp lý nhất, tiết kiệm thời gian nhất, thiết bị hiện đại nhất vớitrình độ kỹ thuật cao là rất cần thiết Với sự phát triển của kinh tế hiện nay hệ thống rửa xe

ô tô tự động là rất cần thiết

5

Hình 1.4 Các phương pháp rửa xe.

1.2.4 Cấu trúc cơ bản của một hệ thống rửa xe tự động trong thực tế

Hình 1.5 Cấu trúc hệ thống rửa xe trong thực tế.

Hệ thống rửa xe trong thực tế được mô tả như trong hình 1.5 về cơ bản hệ thống rửa

xe gồm có các thành phần sau:

- Hệ thống chổi lau: Hệ thống chổi lau này dùng để lau sạch các bụi bẩn bám vào các

bộ phận bánh xe, vành xe và mép sườn xe Hệ thống chổi lau được thiết kế gồm hệthống các trục ngang và thẳng đứng được gắn với hệ thống chổi lau mềm mại đểlau xe khỏi gây trầy xước các bộ phận cần lau của xe

6

- Hệ thống vòi phun nước cao áp và chất tẩy: Hệ thống này dùng để phun nước vàphun dung dịch tẩy rửa trong quá trình rửa xe, để dễ dàng lau xe và làm sạch xe Hệthống này thường được thiết kế ở phía trên hoặc hai bên của mô hình dễ dàng phunnước và chất tẩy rửa từ trên xuống cho toàn bộ thân xe Hệ thống này bao gồm cácvòi phun nhỏ với áp lực phun mạnh để dễ dàng làm sạch các chất bẩn bám vào xe.

- Hệ thống làm khô: Hệ thống làm khô dùng để làm khô các bộ phận của xe sau khiquá trình rửa xe kết thúc Hệ thống này bao gồm các quạt có công suất vừa và nhỏhoặc gồm một dàn quạt sấy được thiết kế ở cuối mô hình, đây là công đoạn cuốicùng của quá trình rửa xe

- Hệ thống đường ray và thanh dẫn hướng: Hệ thống này dùng để di chuyển xe ravào trong quá trình rửa xe Hệ thống dài 1000 – 1600 cm, rộng 30 cm, sâu 5 cm

1.2.5 Quy trình hoạt động của hệ thống rửa xe tự động

Ban đầu phương tiện được đưa vào hệ thống đường ray và thanh dẫn hướng Khi có cảmbiến nhận biết được xe thì bắt đầu phun nước cao áp và chất tẩy Đồng thời lúc này hệthống chổi quay hoạt động lau hai bánh xe trước Tiếp đó xe được đưa từ từ vào sâu bêntrong qua dàn hệ thống chổi quay ngang và dọc để quay làm sạch bụi bẩn từ trước lên trần

và hai bên thân xe Sau đó xe tiếp tục đi vào qua hệ thống dàn phun nước cao áp để làmsạch bụi bẩn cũng như chất tẩy Tiếp tục qua hệ thống chổi lau để lau khô xe và cuối cùng

là qua hệ thống làm khô để làm khô các bộ phận của xe một lần nữa Cuối cùng là đến tayngười sử dụng Trong quá trình rửa xe thì xe được đưa vào một cách từ từ trơn tru và dừnglại ở một số thời điểm để có thể lau chùi sạch sẽ hơn

Hình 1.6 Hình ảnh thực tế về hệ thống bán tự động.

 Hệ thống rửa xe tự động hoàn toàn

- Hệ thống này được trang bị đầy đủ các hệ thống nhỏ như: phun rửa, hệ thống bọttuyết, hệ thống sấy khô,… Xe được làm sạch hoàn toàn bằng máy móc, người thợ chỉ làmcông việc vận hành máy móc Thời gian làm sạch 1 chiếc xe chỉ từ 3 - 5 phút Đây là hệthống chuyên nghiệp, phù hợp với trung tâm có tần suất rửa xe liên tục Chi phí để lắp đặt

hệ thống rửa xe tự động hoàn toàn có thể lên đến 600.000.000 VNĐ - 700.000.000 VNĐ

Hình 1.7 Hệ thống rửa xe ở Anh Hình 1.8 Hệ thống rửa xe ở Trung Quốc.

8

Hình 1.9 Hệ thống rửa xe ở Đức Hình 1.10 Hệ thống rửa xe ở Việt Nam.

1.4 Ưu điểm và nhược điểm từng hệ thống

 Ưu điểm của hệ thống rửa xe tự động

Hệ thống rửa xe thông minh là sự kết hợp của nhiều hệ thống công nghệ cao, giúp rửa

xe tự động bao gồm:

 Hệ thống phun rửa

 Hệ thống chổi lô

 Hệ thống phun bọt tuyết

 Hệ thống sấy khô xe ô tô sau khi rửa

Toàn bộ quá trình rửa ô tô tại hệ thống rửa xe thông minh đều được thực hiện bằngmáy móc mà không cần đến sức người Do đó, giúp tiết kiệm nhân lực, ví dụ trước đây cần

10 người rửa xe thì nay chỉ cần 2 người để vận hành hệ thống, từ đó giảm giá thành rửa xe,rút gọn thời gian làm sạch 1 chiếc xe từ khoảng 30 phút xuống chỉ 3 - 5 phút Hệ thống nàyphù hợp với trung tâm rửa xe quy mô lớn, lượng xe cần rửa nhiều

Hệ thống rửa ô tô thông minh khá tiện lợi, rửa xe nhanh chóng

 Nhược điểm của hệ thống rửa xe tự động:

Tuy nhiên, nên lưu ý một số điểm sau đây

9

 Chi phí lắp đặt hệ thống rửa ô tô thông minh lớn: Thông thường, với các tiệm rửa

xe thông thường, chi phí mua máy móc, thiết bị rơi vào khoảng 80.000.000 VNĐ 100.000.000 VNĐ Tuy nhiên, chi phí lắp đặt hệ thống rửa xe tự động, bán tự động

-sẽ gấp 4 - 7 lần, dao động từ 300.000.000 VNĐ - 700.000.000 VNĐ Chi phí nàyquá khả năng đầu tư của nhiều người Nếu đầu tư mà không đảm bảo được lượngkhách ổn định sẽ dẫn đến tình trạng phá sản

 Hệ thống rửa xe thông minh không yêu cầu nhiều nhân công làm việc nhưng đòihỏi người làm phải có trình độ chuyên môn và kinh nghiệm cao

 Chi phí đầu tư lớn, rủi ro cao hơn và thời gian thu hồi vốn lâu

 Hệ thống rửa xe thông minh chỉ giúp làm sạch bên ngoài xe, còn nội thất và khoangmáy thì vẫn cần có nhân công để vệ sinh sạch sẽ

Do đó, có điều kiện tốt về vốn, mặt bằng, nhiều khách hàng thì nên đầu tư hệ thống rửa

xe ô tô thông minh

 Ưu điểm của hệ thống rửa xe bán tự động

- Giá thành rẻ hơn

- Được nhiều người ưa chuộng

- Phổ biến rộng rãi

- Vốn đầu tư nhỏ, duy trì dịch vụ lâu

 Nhược điểm của hệ thống rửa xe bán tự động

- Tốn tiền nhân công cao hơn bên tự động

- Làm không theo quy trình

- Phụ thuộc vào dụng cụ

1.5 Một số hệ thống rửa xe tự động ở nước ta và trên thế giới

1.5.1 Hệ thống rửa xe tự động GO & GO

Dưới đây là điển hình của một trạm hệ thống rửa xe ô tô tự động ở Quận 2, Thành phố

Hồ Chí Minh Nơi đây không những rửa xe mà còn chuyên lắp đặt và bảo trì bảo hành hệthống rửa xe tự động

10

Hình 1.11 Lắp đặt hệ thống rửa xe ô tô tự động tại Việt Nam.

Bảng 3: Thông số kỹ thuật của hệ thống rửa xe tự động GO & GO.

Kích thước(dài×rộng×cao) 10m × 4m × 4mDiện tích lắp đặt 12m × 5mCấu tạo Khung thép, mạ kẽm, inox, nhômThời gian rửa xe 5 – 7 phút/xe

Tiêu thụ nước > 300 lít

Hệ thống đếm xe tự động Có sẵn

Bơm phun nước áp lực cao Có sẵn

Hệ thống vòi phun lắc 16 vòi

1.5.2 Hệ thống rửa xe du lịch tự động Zonda - Trung Quốc

Hình 1.12 Hệ thống rửa xe du lịch tự động Zonda (Model: ZD-W300).

Bảng 4: Thông số kỹ thuật của ZD- W300.

Thông số kỹ thuật Ghi chúKích thước 2,5 m x 3,7 m x 3,3 m ( L x W x H )Trọng lượng thiết bị 2,8 tấn

Kích thước hệ thống rửa xe 6,5 m x 2 m x 2,2 m ( L x W x H )

Chiều dài đường ray 10000 mmChiều rộng của hai ray 3340 mmThời gian rửa xe 4,5-6 phút /xeTiêu thụ nước 80-100 lít/xeĐiện áp hoạt động 380 V, 50 Hz, 3 pha, 17,68 kW

12

1.5.3 Hệ thống rửa ô tô tự động Schumuak Touchless Car Wash - Ấn Độ

Hình 1.13 Hệ thống rửa ô tô tự động Shumuak Touchless Car Wash.

 Đây là hệ thống rửa xe đến từ Ấn Độ Loại máy rửa xe tự có những tính năng vượttrội sau: Có công tắc an toàn khi gặp sự cố khẩn cấp, hệ thống rửa xe ô tô tự độngSchumak sử dụng nguồn điện cấp cho cảm biến là 24VDC

Bảng 5: Thông số kỹ thuật của hệ thống rửa xe ô tô Schumak.

13

1.5.4 Hệ thống rửa xe du lịch tự động ZD-W900 Trung Quốc

Hình 1.14 Hệ thống rửa xe du lịch tự động ZD-W900.

Bảng 6: Thông số kỹ thuật của ZD – W900.

Thông số kỹ thuật Ghi chúKích thước 16 m x 4 m x 3 m ( L x W x H )

Kích thước hệ thống rửa xe 12 m x 2 m x 2,2 m ( L x W x

H )Tốc độ băng truyền 5-6 mét/phútLượng xe rửa tối đa 60-80 xe/giờTiêu thụ nước 100-120 lít/xeĐiện áp hoạt động 380V, 50Hz, 3 pha, 45 kW

14

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

Hình 1.15 Hệ thống rửa xe tự động cb 1/28 Karcher dùng ngoài trời.

Bảng 7: Thông số kỹ thuật của cb 1/28 Karcher.

Thông số kỹ thuật Ghi chúChiều cao hệ thống 3700 mmChiều cao làm sạch 2800 mmChiều ngang hệ thống 4035 mmLưu lượng nước cấp 50 lít/phút/4-6 bar

Nguồn điện 3P, 400 V, 50 Hz

Tốc độ di chuyển băng

chuyền 0 – 20 mét/phútThời gian rửa xe 4 phút/xe

15

Đặc điểm chung của các mô hình trên là đều dùng điện một chiều, chi phí đầu tư từkhoảng 600 triệu trở lên đối với mặt hàng do Trung Quốc sản xuất Còn riêng trongnước ta cũng tầm 400 triệu trở lên.

1.6 Cấu trúc hệ thống rửa xe tự động

 Hệ thống rửa xe ô tô tự động dạng cổng rửa di động là loại hệ thống gồm có tất cả

cơ cấu như vòi phun nước áp lực, vòi phun dung dịch tẩy rửa, chổi rửa làm sạch,…đều bố trí trên một cổng và thực hiện chu trình tuần tự từ phun nước làm sạch banđầu đến đánh rửa, sau đó đến phun nước rửa sạch lần cuối bằng cách cho cổng dichuyển tới - lui trong khi xe đứng yên

 Cấu tạo của hệ thống rửa xe tự động bao gồm các bộ phận sau đây:

- Hệ thống chổi quét chuyên dụng nhiều kích thước

- Hệ thống vòi phun cao áp có tác dụng làm sạch các vết bẩn lâu ngày

- Hệ thống phun bọt tuyết tự động

- Hệ thống sấy khô hiện đại giúp loại bỏ nước thừa sau khi vệ sinh

Hình 1.16 Hình ảnh 3D về trạm rửa xe tự động thực tế.

1.7 Nguyên lý làm việc

 Quy trình rửa xe bằng thiết bị tự động gồm 6 bước chính:

Bước 1: Trước khi bắt đầu làm sạch, đưa xe vào vị trí trung tâm của hệ thống Lúc này,

hệ thống vệ sinh gầm xe được khởi động

16

Bước 2: Máy bơm cao áp và béc xịt rửa xe được kích hoạt, nước sẽ phun đều thân và

nóc xe để loại bỏ bụi bẩn, đồng thời làm mềm các vết bẩn bám dính lâu ngày

Bước 3: Sau khi được làm ướt, bình phun bọt tuyết tự động sẽ xịt kín toàn bộ xe Hóa

chất sẽ thẩm thấu và làm mềm các vết bẩn

Bước 4: Hệ thống máy rửa xe cao áp được kích hoạt để làm trôi bọt tuyết cùng bụi bẩn

trên xe, đảm bảo toàn bộ phần ngoại thất xe đều sạch sẽ

Bước 5: Sử dụng máy nén khí để làm khô xe Chức năng này sẽ làm bay hơi nước, hạn

chế chất lỏng thẩm thấu ảnh hưởng đến động cơ và linh kiện

Bước 6: Toàn bộ quy trình vệ sinh xe chỉ mất khoảng từ 5 - 7 phút Hoàn tất công đoạn

làm sạch, đánh xe ra khỏi khu vực vệ sinh và trao trả lại cho khách hàng

1.8 Mục tiêu thực hiện đề tài

- Thông qua quá trình tham khảo, tìm hiểu yêu cầu phần cứng, phần mềm của một

hệ thống rửa xe tự động, nhóm đã đưa ra các mục tiêu cụ thể để chế tạo mô hình rửa xe

tự động cũng như tiếp cận các phần mềm mô phỏng, điều khiển hoạt động của hệthống

- Mục tiêu đặt ra để thực hiện đề tài sẽ gồm ba phần chính đó là cơ khí phần cứng,chương trình điều khiển tự động và xây dựng các phần mềm phụ trợ cho hệ thống.Trong đó mỗi phần cần có những yêu cầu sơ bộ như sau:

- Phần cứng cơ khí: vì hệ thống chủ yếu phục vụ cho các đối tượng có khối lượnglớn và đắt tiền nên yêu cầu phần cơ khí phải chắc chắn, các động cơ vận hành nhẹnhàng, trơn tru; hệ thống bơm nước phải được tính toán cẩn thận để áp lực nước vừa đủ

để làm sạch toàn bộ đối tượng nhưng vẫn đảm bảo an toàn cho đối tượng; khung môhình được chia thành từng khoang theo chiều ngang nhằm thuận lợi cho việc thiết kếchương trình điều khiển theo từng công đoạn của việc rửa xe

- Chương trình điều khiển tự động: mục tiêu của hệ thống là giải quyết một lượnglớn xe nên thời gian là vấn đề tiên quyết Để thời gian thực hiện tối ưu cần một PLCmạnh mẽ để vận hành toàn bộ hệ thống, đảm bảo các chi tiết hoạt động một cách chínhxác và phối hợp ăn ý với nhau

- Xây dựng các chương trình phần mềm: xây dựng mô hình 3D tương ứng với mô

17

hình thật của hệ thống để qua đó xác định và tính toán chính xác các thông số vật lýcủa hệ thống; xây dựng các chương trình mô phỏng liên kết với mô hình đã có để khảosát, đánh giá hiệu quả của các bộ điều khiển, các chi tiết cơ khí trước khi áp dụng vàothực tế.

Kết luận Chương I

Sau khi nghiên cứu những nét cơ bản của một hệ thống rửa xe ô tô tự động vàkhảo sát các thông số kỹ thuật cũng như các ưu điểm của các hệ thống đang vậnhành trong thực tế, nhóm chuyển sang thiết kế trên máy tính và tiến hành lắp rápthành mô hình thực Những nội dung này sẽ được trình bày cụ thể trong các chươngsau

18

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ PHẦN MỀM VÀ

PHẦN CỨNG HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG

2.1 Giới thiệu sơ lược về phần mềm Winform C#

C# Windows Forms là một giao diện người dùng đồ họa (GUI) phức tạp cho phép

các nhà phát triển tạo ra các ứng dụng máy tính để bàn cho hệ điều hành Windows.Các ứng dụng Windows Forms được tạo bằng trình cài đặt ngôn ngữ C# và NET Chúng tôi có thể xây dựng bằng cách kéo và thả các điều khiển như nút, hộp văn bản, nhãn và các thành phần khác của người dùng giao diện vào mẫu

- Frame Windows Forms cung cấp một bộ điều khiển phong phú mà các nhà phát triển có thể sử dụng để xây dựng các ứng dụng Điều khiển này được thiết kế để cung cấp giao diện người dùng tối thiểu và quen thuộc cho người dùng Windows Các nhà phát triển có thể tùy chỉnh giao diện và hành động của các điều khiển này bằng cách thiết lập các thuộc tính khác nhau và xử lýcác tình huống

- Để tạo ứng dụng Windows Forms trong C#, bạn có thể sử dụng Microsoft Visual Studio, đây có thể là một môi trường phát triển trang web hợp nhất (IDE) cung cấp trình thiết kế trực quan để tạo và bố trí các thành phần giao diện người dùng Trình thiết kế trực tuyến là giao diện kéo dài và giải phóng

để xây dựng giao diện người dùng của bạn và bạn có thể dễ dàng định cấu hình các thuộc tính của từng điều khiển thông tin qua giao diện thân thiện với người dùng

- Ngoài thiết kế trực quan, Visual Studio còn cung cấp trình soạn thảo mã chophép các nhà phát triển viết mã C# cho logic của ứng dụng Các nhà phát

triển có thể xử lý các tình huống và thực hiện các dịch vụ như xác thực dữ liệu, vận hành dữ liệu và phát triển kinh doanh logic

Các ứng dụng Windows Forms rất linh hoạt và có thể được sử dụng để tạo ra nhiềuloại ứng dụng khác nhau như ứng dụng nhập dữ liệu, quản lý và báo cáo, cũng như trò chơi và ứng dụng đa phương tiện

2.3 Giới Thiệu tổng quan PLC OMRON CP1H

2.3.1 Giới thiệu PLC

19

PLC viết tắt là Programmable Logic Controller: là thiết bị điều khiển lập

trình (khả trình) được cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic

thông qua một ngôn ngữ lập trình

Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện Các sựkiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc quacác hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm PLC dùng đểthay thế các mạch relay (Relay) trong thực tế PLC hoạt động theo phương thức quétcác trạng thái trên đầu ra và đầu vào Khi có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽ thayđổi theo Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay State Logic Hiện nay cónhiều hãng sản xuất ra PLC như MITSUBISHI, SIMENS, INVT, Allen-Bradley,Omron, Honeywell

Khi thiết bị được kích hoạt (trạng thái ON hoặc OFF do thiết bị điều khiển vật lýbên ngoài) Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục lặp chương trình (vòng lặp) do

người dùng cài đặt sẵn và chờ các tín hiệu xuất hiện ở ngõ vào và xuất ra các tín hiệu

ở ngõ ra

Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối (bộ điều khiểnbằng Relay) người ta chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học

- Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa

- Dung lượng bộ nhớ lớn có thể chứa được những chương trình phức tạp

- Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp

- Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng, các

Modul mở rộng

- Giá cả cá thể được cạnh tranh

2.3.2 Hoạt động của PLC

- Về cơ bản hoạt động của PLC cũng khá đơn giản Đầu tiên, hệ thống các cổng

vào/ra (Input/Output) (còn gọi là các Module xuất/nhập) dùng để đưa các tín hiệu từcác thiết bị ngoại vi vào CPU (như các sensor, công tắc, tín hiệu từ động cơ ) Sau

khi nhận được tín hiệu ở ngõ vào thì CPU sẽ xử lý và đưa các tín hiệu điều khiển quaModule xuất ra các thiết bị được điều khiển

20