Luận văn Tìm hiểu, nghiên cứu, sử dụng PLC CPM1A để thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

LI NểI U Trong nhng nm gn õy vi s phỏt trin nhanh chúng ca nn kinh t Vit Nam, s lng phng tin giao thụng ó tng mt cỏch nhanh chúng Phng tin cỏ nhõn tng lờn, ũi hi vic xõy dng cỏc xe cng nh yờu cu cỏc bói xe phi c t ng húa tng theo Bờn cnh ú s tin b cụng ngh in t, tin hc ngy thc s l mt cuc cỏch mng cụng ngh trờn ton th gii nc ta k thut in t - tin hc ó c ng dng vo lnh vc iu khin t ng, c bit l k thut vi x lý Hin ngi ta ó sn xut nhng thit b cú kt cu nh gn dng mỏy tớnh m bờn cú cha b vi x lý v cú th lp trỡnh c ú chớnh l cỏc thit b iu khin cú lp trỡnh "Programmable Logic Controller" vit tt l PLC So vi quỏ trỡnh iu khin bng mch in thụng thng thỡ PLC cú nhiu u im hn hn, chng hn nh: Kt ni mch in n gin, rỳt ngn c thi gian lp t, d dng thay i cụng ngh nh vic thay i ni dung chng trỡnh iu khin, c ng dng phm vi rng, tin cy cao Cú rt nhiu cỏc hóng sn xut b iu khin lp trỡnh vi nhiu loi v kh nng ng dng khỏc Trong bn ỏn ny em i sõu vo tỡm hiu, nghiờn cu, s dng PLC CPM1A thit k mụ hỡnh bói xe t ng Ni dung bn ỏn gm cỏc phn nh sau: Chng I: Gii thiu chung bói xe Chng II: Gii thiu chung v PLC v phn mm lp trỡnh Syswin Chng III: ng dng PLC CPM 1A xõy dng mụ hỡnh iu khin bói xe t ng Kt lun: Túm tt cỏc kt qu ó t c, ng thi phõn tớch mt tn ti v xut hng phỏt trin ca ỏn Do thi gian v trỡnh cú hn nờn bn ỏn ca em khụng trỏnh nhng khim khuyt cn phi hon thin thờm Em rt mong nhn c s gúp ý, ch dn ca cỏc Thy, Cụ giỏo v cỏc bn ng nghip CHNG GII THIU CHUNG V BI XE 1.1 Tỡnh hỡnh giao thụng ti cỏc Thnh ph Vit Nam T nn kinh t Vit Nam chuyn t k hoch hoỏ trung sang nn kinh t th trng thỡ bc tranh v kinh t ca Vit Nam cú nhiu im sỏng, mc sng ca ngi dõn c ci thin tng bc, c bn bố cỏc nc khu vc v quc t ht lũng ca ngi v nhng thnh tu i mi quỏ trỡnh xõy dng t nc Tuy mc tng trng kinh t ca Vit Nam t c l khỏ cao nhng i lin vi nú l v tai nn giao thụng v ựn tc giao thụng, c bit l giao thụng ng b, s v giao thụng khụng ngng tng c v quy mụ v s lng Cho nờn nhiu ngi thng núi rng giao thụng ng b Vit Nam ging nh mt qu bong búng dp c ch ny thỡ ch khỏc li ựng ra, cú khụng bit bao nhiờu l chin dch, ch th nhng ch c mt thi gian ngn li õu vo y Nguyờn nhõn ch yu dn ti tỡnh trng ny thỡ cú nhiu: Do s ln chim hnh lang an ton giao thụng, s gia tng quỏ nhanh ca cỏc phng tin giao thụng cỏ nhõn v ý thc ca ngi tham gia giao thụng quỏ kộm v cha c ci thin nhiu nhng nm gn õy Bờn cnh ú cng phi k n ng xỏ ca chỳng ta quỏ nh hp, nhiu khỳc cua 90 ú cú quỏ nhiu cỏc bin bỏo cm v bin bỏo hiu trờn mt on ng, va hố thỡ b ln chim lm ni kinh doanh bỏn hng, xe ụ tụ dn ti tỡnh trng ngi tham gia giao thụng b khut tm nhỡn, nhiu on ng xung cp quỏ nhanh cú nguy c tim n tai nn giao thụng Cú th núi rng c õu cú ng l ú cú nh dõn thm cỏc doanh nghip, cỏc nh mỏy cỏc khu cụng nghip cng coi bỏm mt ng l mt li th Vỡ th trm hoa ua n dn n khụng kim soỏt c Thi gian qua, tt c cỏc a phng quõn trin khai mnh m thỏng ATGT nhng tỡnh hỡnh TTATGT trờn a bn c nc din bin rt phc Theo thng kờ ca Cc CSGT ng b- ng st v U ban ATGT Quc gia, tớnh n ht thỏng 9, c nc ó xy ti 10.518 v TNGT lm 9.510 ngi cht v 10.700 ngi b thng iu ny dn n hu qu v kinh t v gỏnh nng cho xó hi l rt ln Theo s liu thng kờ mi nht, cú ti 50% s ngi tham gia giao thụng khụng dựng ốn bỏo chuyn hng, 85% khụng dựng cũi ỳng quy nh, 70% khụng dựng phanh tay, 90% khụng s dng ỳng ốn chiu sỏng xa, gn v 72% khụng i m bo him ngi trờn mụ tụ trờn nhng tuyn ng bt buc Ngoi ra, tỡnh trng vt ốn , ung ru bia say, ch quỏ ti, quỏ tc thi gian qua luụn mc bỏo ng v rt khú kim soỏt Hỡnh 1.1: Tỡnh hỡnh ựn tc giao thong ti cỏc thnh ph Vit Nam 1.2 Khỏi nim v h thng bói xe t ng Ch sau ngnh cụng nghip ụ tụ i mt thi gian ngn, t nhng nm 20 ca th k trc, h thng xe ụ tụ t ng cng ó xut hin nhm ỏp ng nhu cu v ch xe ụ tụ, c bit cỏc khu vc trung tõm, siờu ụ th; H thng xe t ng nu trc õy ch hin din ti cỏc nc Bc M, Tõy u thỡ n chỳng ó tr thnh mt phn khụng th thiu giao thụng cụng cng cỏc nc ang phỏt trin.V mt cụng ngh, ngy ton b quỏ trỡnh sp xp ch xe, qun lý thi gian lu bói hon ton thc hin bng cụng ngh iu khin hc.Trm xe t ng khụng ch c lp t nh nhng cụng trỡnh ni, m cũn c thi cụng ngm lũng t, di lũng sụng.i vi tng lp cụng dõn ti cỏc ụ th ln ca Vit Nam hin nay, kh nng ti chớnh khụng cũn l ln m ụi bi toỏn v ch xe mi l tr lc ngn cn h s hu mt chic ụtụ riờng H thng xe t ng hay cũn gi l h thng xe thụng minh: l mt cụng ngh iu khin t ng, s dng ch yu cỏc pallet v thang nõng, cho phộp c nhiu xe ụ tụ hn trờn cựng mt din tớch khụng gian; H thng xe t ng l mt gii phỏp an ton tit kim 1.3 Gii thiu mt s h thng bói xe t ng 1.3.1 H thng cu trc-di chuyn Cu trc : cu trc t hnh cú nhim v nõng h v dch chuyn bn thao tỏc ( pallet) Bn thao tỏc cú c cu múc kộo chuyn pallet ( khay cha xe oto) thc hin thao tỏc vo/ra v trớ lu C cu chp hnh cú th s dng nhiu dng khỏc c im : H thng ny cú kt cu nguyờn lý n gin d iu khin v thụng dng, thớch hp vi mụ hỡnh va v nh hn ch v chiu cao ca cu trc H thng cú tc x lý khỏ cao v linh hot s dng cho bói cụng cng, chung c, cụng s Nhc im: H thng hn ch chiu cao nõng chuyn v phỏt thi n c hc H s s dung din tớch: 60% -Rng: 7,5m -Di:30-50m -Cao: 10m -S lng:60-100 v trớ Hỡnh 1.2: Bói xe ca Toyota 1.3.2 H thng thang nõng-quay vũng ngang -Thang nõng Thang nõng h thng ny cú dng thang mỏy: nõng, h pallet theo phng ng -C cu chuyn trờn tng theo phng phỏp y/ kộo trt ngang cỏc pallet theo mt vũng chũn khộp kớn ( pallet cú th dch chuyn theo phng nm ngang trờn tng) -C cu chp hnh xp vo/ly khỏ n gin theo nguyờn tc n khp truyn lc gia cỏc pallet vi u im : H thng ny cho h s s dung din tớch khỏ cao (>80%) thng s dung cho bói ngm v ni tũa cao c Nhc im ca h thng ny l gii hn din tớch s dng, chi phớ nng lng riờng ln -Rng:13m -Di: 30-35m -Cao:10-15m -S lng: 120- 160 v trớ /1h thng Hỡnh 1.3: Bói xe ti Nga 1.3.3 H thng thang nõng-quay vũng tng Thang nõng õy thuc loi xớch ti (Kiu thang cun) nú cú th nõng/h pallet liờn tc theo vũng trũn ng Vic dch chuyn trờn mi tng c thc hin nh c cu y kộo chui pallet theo tng nhp (mi bc dich chuyn bng chiu rng ca pallet) Mi ng chuyn cú b truyn ng riờng Truyn lc gia pallet vi bng liờn kt khp ni Khi thang cun chch chuyn thỡ khp liờn kt gia pallet t phõn khai chui ng lu chuyn ca h thng ny c thit lp nh kt hp truyn ng chch chuyn ngang ca c v thang nõng u n chuyn ng l vũng chuyn ng ngc chiu khộp kớn gia tng ny vi tng khỏc qua u thang cun u im : H thng ny s dung ti a khụng gian lu tr din tớch hp H thng ny thớch hp cho bói ngm ca khu trung c, khỏch sn Hn ch ca h thng ny ch : phỏi s dung n nhiu b truyn ng , chi phớ nng lng riờng cao -Rng:6,5m -Di:25-30m -Cao:7-12m -S lng:32-40 v trớ Hỡnh 1.4: S lu chuyn h thng thang nõng quay vũng tng 1.3.4 H thng thang nõng-quay vũng trũn -Thang nõng h thng ny thc hin chuyn ng : nõng h theo phng ng v quay quanh trc ca nú -Thc hin thao tỏc xp vo/ly nh c cu cỏnh tay robot S lu chuyn : (hỡnh 125) Khi thang nõng nõng bn robot kt hp chuyn ng quay vũng n v trớ xỏc nh thỡ robot bt u lm vic H thng thang nõng - xoay vũng trũn u im: BóI hỡnh tr ngm hoc ni, kin trc p, khung kt cu thộp hoc beton Tc x ca h thng khỏ cao Nhc im: Chiu cao hn ch kt cu thang nõng phc H thng ny s dng cho bói khu cụng s, siu th, Bói cú th thit k ngm v ni - ng kớnh mt bng: 20m - Cao: 10-16m + 16-20m - S cha: 100-200 v trớ Hỡnh 1.5: Mụ hỡnh gara ụ tụ t ng ang sn xut ti Vit Nam 1.3.5 H thng thang mỏy dch chuyn ngang Nguyờn lý hnh: Thang nõng kiu thang mỏy rũng rc kộp di chuyn trờn ng ray theo phng thng ng C cu chp hnh thng dung dng múc kộo chch chuyn pllet vo/ra v trớ lu Truyn ng cho c cu ny nh b truyn xớch u im : -H thng ny cú kt cu v iu khin n gin, thng s dung cho bói kiu ngm v thỏp cao -Tc x lý cao v n nh Bói ỏp ỳng mi nhu cu s dng v t hiu qu kinh t cao Nhc im: Do cú chiu cao ln khú khn cho cụng tỏc phong chng chỏy n -H s s dung din tớch cao (k= 66 -80%) -Din tớch mt bng: 13m x 6,5m Hoc 18x6,5m -Cao: 20-30m -S cha:30-80 vi trớ Hỡnh 1.6: Bói xe Beclin 1.3.6 H thng nõng h- dch chuyn H thng ny dựng cỏp treo nõng h 3/4 v trớ / b truyn ng cỏp treo u im: H thng ny iu kin dn gin, ti gian xut/nhp nh, h s s dng din tớch cao H thng ny hớch hp cho bói cụng cng Nhc im: H thng ny rt hn ch v chiu cao khụng gian s dng Kớch thc modul: 10 B lp trỡnh (progamable logic control) CPM1A ca Omron Kớch thc nh gn Cú th m rng lờn ti 160 I/O Nhiu loi CPU: 10, 20, 30, 40 I/O Ngừ phỏt xung 2kHz, ngừ vo m tc cao: 5kHz pha, 2.5kHz pha Khi m rng 8in, 8out, 20 I/O hoc 40 I/O Cỏc module A/D, D/A, nhit , mng Profibus, DeviceNet, Compobus-S Phn mm lp trỡnh Syswin 3.3; Syswin 3.4 phớ 3.4.2 La chn cỏnh ca Chn loi ca trt úng m t ng gm cỏnh ca c úng m t ng thụng qua b iu khin PLC 49 Hỡnh 3.2: Ca trt úng m t ng gm cỏnh ca 3.4.3 Cm bin quang * Cm bin quang gm cú: Mt b phỏt quang v mt b thu quang: + B phỏt quang cú th s dng ỏnh tia hng ngoi, ỏnh sỏng , lazer + B thu quang cú th s dng tranzitor quang, diode quang Dng hỡnh tr c M18 iu chnh nhy cho loi phn x khuch tỏn (-D32, -D12) éu ra: NPN hoc PNP 30VDC, 100mA Khong cỏch phỏt hin: * Phn x khuych tỏn: 10cm (NPN: E3F3-D11; PNP: E3F3-D31), 30cm (NPN: E3F3-D12; PNP: E3F3-D32) * Phn x gng: 2m (NPN: E3F3-R61; PNP: E3F3-R81) * Thu phỏt: 5m (NPN: E3F3-T61; PNP: E3F3-T81) Ngun cp: 10-30 VDC 50 Hỡnh 3.3: Cm bin quang 3.4.3 ng c mt chiu lin hp gim tc - Kớch thc 60mm - Cụng sut ng c 10W - in ỏp 12 V - T s truyn i = ~ 750 - B iu chnh tc : 90~1350v/ph Hỡnh 3.4: ng c mt chiu lin hp gim tc 3.4.4 Mỏy bin ỏp 3A - in ỏp vo: 0V 250V AC - in ỏp : 0V 6V 9V 12V - 24V AC - Dũng nh mc A 51 Hỡnh 3.5: Mỏy bin ỏp 3A 3.4.5 R le in t mt chiu Rle l mt loi thit b in tớn hiu u thay i nhy cp tớn hiu u vo t nhng giỏ tr xỏc nh R le dựng úng/ ct ngun cho cỏc ng c u ca PLC Hỡnh 3.6: R le in t mt chiu 3.4.6 Cụng tc hnh trỡnh Tip im: 15A, 480VAC Tn s hot ng: C: 240 ln/phỳt; in: 20 ln/phỳt 52 in tr cỏch in: 100 M ( 500 VDC) in tr tip xỳc: m max Tiờu chun: UL/CSA Hỡnh 3.7: Cụng tc hnh trỡnh 3.4.7 B ngun mt chiu S dng b chnh lu cu bin dũng iờn xoay chiu thnh iờn mt chiu Để ổn định điện áp cp cho ng c in mt chiu ta dùng IC ổn áp 7812: 53 12 35 V V CL C1 7812 2200 35V +12V C3 1000 16V U~ 12 35 V V C2 2200 35 O C4 V 1000 16V 7912 Hỡnh 3.8: Cu pha i t v Mch n ỏp i xng dựng IC 7812 , 7912 3.5 Xỏc nh v phõn nh v u ni u vo / cho PLC 3.5.1 u vo PLC u vo a ch Nỳt n ng M 000.00 Nỳt n dng ST 000.01 Cm bin quang 1(S1) Vo ca 000.02 Cm bin quang 2(S2) Qua ca 000.03 Cm bin quang 3(S3) Ra ca 000.04 Cm bin quang 4(S4) Qua ca 000.05 Cụng tc hnh trỡnh 1(HT1) 000.06 Cụng tc hnh trỡnh 2(HT2) 000.07 Cụng tc hnh trỡnh 3(HT3) 000.08 Cụng tc hnh trỡnh 4(HT4) 000.09 3.5.2 u PLC u vo a ch ốn bỏo ngun (ốn xanh) x 010.00 54 -12V R le iu khin ng c quay thun (1R) 010.01 R le iu khin ng c quay ngc (2R) 010.02 R le iu khin ng c quay quay thun (3R) 010.03 R le iu khin ng c quay ngc (4R) 010.04 ốn bỏo Gara y xe (ốn ) () 010.05 3.5.3 u ni vo/ PLC HT4 HT3 HT2 HT1 4R S4 S3 3R S2 S1 2R ST M 1R x DC 24V AC 220V DC 24V Hỡnh 3.9: S u ni vo/ PLC 55 3.6 Lp trỡnh mch in vi phn mm Syswin * Lp trỡnh theo ngụn ng bc thang: 56 * Lp trỡnh theo ngụn ng STL: LD 253.13 AND NOT CNT099 OUT 010.00 LD 000.00 OR 200.00 AND NOT 000.01 OUT 200.00 LD 200.00 AND NOT CNT099 OUT TR0 AND 000.02 LD TR0 AND 010.01 OR LD AND NOT 010.02 AND NOT 000.06 OUT 010.01 LD TR0 AND 000.03 LD TR0 AND 010.02 OR LD AND NOT 010.01 AND NOT 000.07 OUT 010.02 LD 200.00 OUT TR0 AND 000.04 LD TR0 AND 010.03 OR LD AND NOT 010.04 AND NOT 000.08 OUT 010.03 LD TR0 AND 000.05 LD TR0 AND 010.04 OR LD AND NOT 010.03 AND NOT 000.09 OUT 010.04 LD 010.01 57 LD 010.03 LD 000.01 AND NOT CNT099 CNTR 099 #0010 LD OUT END CNT099 010.05 3.7 Chy mụ phng Hỡnh 3.10: Mch cp ngun n nỳt ng 58 Hỡnh 3.11: Mch cú xe vo gara Hỡnh 3.12: Mch cú xe gara 59 Hỡnh 3.13: Mch gara y xe 3.8 Vn hnh mụ hỡnh 3.8.1 Mt s hỡnh nh mụ hỡnh sau ch to 3.8.2 Vn hnh n nỳt ON in c cung cp ti PLC v cỏc thit b h thng, gara sn sng hot ng, cú xe vo cm bin quang S1 phỏt hin cỏnh ca vo s m n gp cụng tc hnh trỡnh H1 dng li Khi xe vo qua ca cm bin S2 phỏt hin, ng c s t ng o chiu úng ca li n gp cụng tc hnh trỡnh H2 dng li H thng c vy hot ng ti ta n nỳt OFF thỡ h thng dng hn 60 KT LUN Kt thỳc khúa hc, em ó c Khoa in v cỏc thy, cỏc cụ hng dn giao cho ti tt nghip: ng dng PLC xõy dng mụ hỡnh iu khin bói xe t ng Sau nhn ỏn, bng nhng kin thc ó c trang b, s tham kho cỏc ti liu k thut, nht l c s ch bo, hng dn tn tỡnh ca thy ng Vn Tu ó giỳp cho em cú th hon thnh c cỏc yờu cu t ban u ca ti Cỏc c bn ó c nghiờn cu v thc hin: - Tỡm hiu chung v tỡnh hỡnh giao thụng ti Vit Nam, gii thiu mt s loi bói xe t ng trờn th gii - Nghiờn cu, tỡm hiu sõu hn v PLC v phn mm Syswin cựng vi nhng ng dng ca chỳng cỏc quỏ trỡnh t ng húa - ng dng PLC xõy dng c mụ hỡnh iu khin bói xe t ng vi yờu cu t l: Sc cha bói l 10 xe, ca vo, ca bói xe riờng bit Ca vo v m, úng t ng cú xe vo v xe ra, ca vo ch m bói cũn sc cha Lm ỏn tt nghip l mt nhim v ht sc quan trng ú em ó c gng, xong thi gian v kin thc ca mỡnh cú hn nờn bn ỏn ca em khụng trỏnh nhng thiu sút Vy em kớnh mong c s quan tõm, giỳp , úng gúp ý kin quý bỏu ca cỏc thy, cỏc cụ bn ỏn ca em c hon thin hn Mt ln na em xin chõn thnh cm n thy ng Vn Tu cựng ton th cỏc thy, cỏc cụ khoa ó tn tỡnh giỳp em hon thnh ỏn ny Hi Dng, ngy 05 thỏng 11 nm 2012 Ngi thc hin 61 Ti liu tham kho Giỏo trỡnh thc hnh in nõng cao, Trng i hc Sao Giỏo trỡnh thc hnh PLC, Trng i hc Sao Hng dn s dng CPM1A v phn mm Syswin 3.3 (2006), Vn phũng i din OMRON Vit Nam 62 63