thiết kế hệ thống đóng mở cửa tự động

thiết kế hệ thống cho kho hành tự độngtài liệu tham khảo thiết kế hệ thống truyền lực của ô tôthiết kế hệ thống ngõ vào tuần tựthiết kế hệ thống tưới tiêu của dhxdphân tích thiết kế hệ thống quản lý cửa hàngthiết kế hệ thống khóa mã điện tửphan tichva thiet ke he thong quan ly vat tuthiết kế hệ thống vi cơ điện tửthiết kế hệ thống điều khiển điện tử công suấtthiết kế hệ thống quản lý vật tư

Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Và Truyền Thông Khoa Cơng Nghệ Tự Động Hóa BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ SỞ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐÓNG MỞ CỬA TỰ ĐỘNG Giáo viên hướng dẫn: ThS Lê Thị Thu Huyền Sinh viên thực tập : Đào Thị Linh Lớp : K14D Mã SV : DCT15ND5103010243 Thái Nguyên, năm 2017 Lời Nói Đầu Cùng với phát triển ngành kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin, ngành kỹ thuật điều khiển , ngành tự động hóa đạt nhiều tiến Tự động hóa khơng làm giảm nhẹ sức lao động cho người mà góp phần lớn việc nâng cao suất lao động, cải thiện chất lượng sản phẩm Tự động hóa ngày khẳng định vị trí vai trò ngành cơng nghiệp phổ biến rộng rãi hệ thống công nghiệp giới nói chung Việt Nam nói riêng Khơng dừng lại , phát triển tự động hóa đem lại nhiều tiện ích phục vụ đời sống hàng ngày cho người Nét minh chứng rõ nét đời cửa tự động với nhiều tiện ích hơn, đa Để phục vụ tốt đời sống người thời điểm xã hội ngày đại phát triển , ln đòi hỏi cải tiến cơng nghệ tính năg tiện ích cho cửa tự động Nhận thức tiện lợi ưu điểm vượt trội từ việc sử dụng cửa tự động đem lại đem lại mà em đến định chọn đề tài “THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐÓNG MỞ CỬA TỰ ĐỘNG” để thực báo cáo thực tập sở cho môn học Trong trình thực đồ án, em có nhiều thiếu sót nhờ hướng dẫn nhiệt tình góp ý q giáo ThS Lê Thị Thu Huyền mang lại,em hồn thành tốt đồ án cho mơn học Vì lần thực đồ án cho môn chuyên nghành nên cố gắng chắn tránh khỏi thiếu sót Do em mong nhận nhiều đóng góp ý kiến từ ThS Lê Thị Thu Huyền nói riêng thầy giáo mơn khoa cơng nghệ tự động hóa nói chung để đồ án mơn học ngày hồn thiện , em xin chân thành cảm ơn! Nhận xét GVHD : MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CỬA TỰ ĐỘNG 1.1 Giới thiệu chung Cửa tự động (Automatic door) Xã hội đại, nhu cầu đa dạng đòi hỏi tiện nghi sống không ngừng nâng lên, tào nhà văn phòng cao ốc đại tiện nghi ngày nhiều việc ứng dụng khoa học công nghệ vào trình quản lý điều hành cần thiết cho việc giảm thiểu nhân tiết kiệm thời gian ,tiền bạc.Đứng trước u cầu cơng ty hãng sản xuất tạo cửa có tính tự động hóa cao đáp ứng nhu cầu lại người.Ngày nay, cửa trượt dần trở thành khuynh hướng thiết kế thời đại ưu điểm vượt trội khả sử dụng với mật độ lưu thông cao, tốc độ đóng mở nhanh tính an tồn, tiết kiệm diện tích Hiện cửa trượt tự động vươn lên tầm cao với kỹ thuật đại khả vận hành điều khiển từ xa hay mắt điện tử thông minh 1.2 Các đặc tính vượt trội cửa trượt tự động: 1/Tính đơn giản: Lắp đặt dễ dàng, thuận tiện, Dễ điều chỉnh 2/Tính kỹ thuật: Tối ưu hóa trình tự hoạt động, nâng cao khả chống gió ,Tăng cường giảm thiểu tiếng ồn 3/Độ tin cậy: Kết cấu điều khiển tối ưu hóa, bền xảy cố , Đóng mở ổn định, 4/Tính linh hoạt: Bằng việc kết hợp chức phận, người sử dụng thực thêm nhiều chức khác.Với kỹ thuật lần áp dụng thêm vào phận điều khiển, cửa trượt tự động thực thêm chức hoạt động liên thông nhiều cửa, hiển thị nhắc nhở chuông cửa, điều chỉnh ngữ âm điều khiển trung ương - Với điều khiển kết hợp với tắt mở gắn ngồi, mở rộng cửa từ 20-90%, tiết kiệm lượng tối đa 5/Tính an tồn :Cửa tự động khởi động lại gặp vật cản, sensor vật cản linh hoạt phạm vi điều chỉnh mở rộng, Dễ mở điện hình1.2mơhìnhcửatựđộng 1.3 Một số hệ thống cửa tự động Hệ cửa tự động trượt thẳng 02 03, 04 cánh: Hình 1.3.1 Nguyên lý vận hành hệ quan sát (Sensor) lối - Cảnh báo khu vách cố định Hình 1.3.2Có thể yêu cầu trang bị hệ tự nhận dạng người xe lăn (tàn tật) Hình 1.3.3Hệ cửa trượt 02 cánh Hình 1.3.4 Hệ cửa trượt 04 cánh Hệ cửa tự động trượt theo dạng vòm cong 02 04 cánh: Hình 1.3.5 Cửa trượt dạng vòm cong Hệ cửa tự động mở quay 02, 03 04 cánh: hình 1.3.6 mơ hình cửa tự động mở quay 02, 03 04 cánh 1.4Cấu tạo 1/ Đặc điểm chung Là hệ thống cửa trượt tự động cao cấp đáp ứng yêu cầu cao cấu kích cỡ theo u cầu khách hàng, dòng sản phẩm bao gồm nhiều chủng loại Hệ thống bao gồm : Khung bao - Bằng nhơm định hình - Được thiết kế lắp đặt treo tường trần nhà - Kích thước : a x b mm ( cao x sâu ) - Ray trượt plastic gia cường, chống ồn Nắp hộp khung bao - Bằng nhơm định hình - Được thiết kế liên kết với khung bao để mở cách dễ dàng êm ái, có dây cáp an tồn thép chống rơi giá đỡ mở nắp ( option ) Bộ phận vận hành cửa trượt bao gồm : moto ,bộ phận điều khiển (PLC) , Mắt cảm biến hồng ngoại,hộp kỹ thuật,dây codoa Hình 1.4.1 hệ thống khung bao 2/Mo tơ: (DC Brushless Motor )đây loại mô tơ điện chiều không sử dụng chổi than cho phép cửa hoạt động với tần suất cao mà khơng bị nóng Với moment xoắn lớn cộng với hệ thống gá chế tạo đặc biệt giúp cho vận hành cửa nhẹ nhàng không bị rung Tải trọng tối đa cho 02 cánh cửa lên tới 250 kg 150 kg cho cửa cánh Hình 1.4.2 mơ 3/ Bộ điều khiển ( MICOM Controller) Sử dụng PLC, lập trình hệ thống cho phép đảm bảo nhiều chức đóng - mở, kết hợp với thiết bị khác đầu đọc thẻ, khoá điện, sensor an toàn đảm bảo độ an toàn an ninh cao Trong cửa mở đóng, gặp chướng ngại vật cửa dừng lại đổi chiều sau từ từ đóng lại mở Nếu sau lần gặp vật cản, cửa giữ nguyên vị trí mở hoạt động trở lại có tín hiệu từ mắt thần (sensor) 4/Mắt cảm biến hồng ngoại : ( SENSOR) : Toàn Hệ cửa tự động sử dụng mắt cảm biến (sensor)HORTON (Made in Japan) mắt cảm biến hồng ngoại (sensor) Thụy Điển, Bỉ, cho phép cửa có tầm quét xa, nhạy liên tục 5/Hộp kỹ thuật(Rail base): Được chế tạo từ hợp kim nhôm với độ cứng cao giúp cho khung cửa khoẻ đặc biệt khơng bị mài mòn q trình sử dụng 1.4.3 Bộ điều khiển trung tâm ray, tai treo V/ Các phụ kiện ( Tùy chọn kèm theo ) 1/Khoá điện - Bảo đảm cánh cửa khoá vị trí đóng - Trọn với board điều khiển đầu nối gắn với board xử lý E 100 - Được kích hoạt nút mở từ phía thiết kế kết nối thiết bị mở từ phía ngồi - Sự vận hành tiêu chuẩn : mở cửa với chế độ chiều ban đêm, trường hợp đặc biệt lập trình mở với chế độ tự động ( automatic) 2/Giám sát khoá - Thiết bị từ tính kiểm sốt xác hoạt động khố thẩm tra tình trạng khố cánh cửa - Trong trường hợp khố hoạt động khơng bình thường, tín hiệu báo lỗi thể bàn phím ( kết nối với đèn nháy còi báo ) 3/Bình điện mạch sạc - Trường hợp cúp điện, bình điện bảo đảm hoạt động cửa liên tục 30 phút - Được cung cấp với mạch kiểm sốt tình trạng sạc bình - Đèn LED báo tình trạng : sạc đầy, sạc 10 a) Pu li gắn phía bên trục động b) Pu li gắn bên lại Cánh cửa: Cảm biến: Lùa chọn cảm biến hồng ngoại Diode phát hồng ngoại 26 - Diode phát hồng ngoại sử dụng loại Diode có λ= 940nm Góc phát giới hạn trung bình 40 - Cơng suất tiêu tán 200mW Điện áp làm việc 5V, dòng làm việc cho phép 100mA Công suất phát tiêu hao nhiệt độ 2.67mW/  C 25 C Sensor thu hồng ngoại Sensor thu sử dụng loại sensor PNA4602M hoạt động tần số sóng mang 38Khz Hình dạng sensor hình vẽ Ngun lý hoạt động sensor: 27 Khi khơng có hồng ngoại điện áp Vo =Vcc = +5V Khi có hồng ngoại điện áp Vo=Vcc-0.7V  Máy biến áp: Máy biến áp cần cung cấp đủ nguồn sau: - Động cơ: cần mức điện áp 4V,6V 9V chiều có lọc-> nguồn từ biến áp 3.5V, 5.0V 7.5V - PLC cần 12V 24V chiều có lọc -> Nguồn từ biến áp 9.5V 19V - Bóng đèn loại 24 V -> cấp 20 V - Encoder 5V mét chiều có lọc ổn áp -> Nguồn từ biến áp 5.5V - Vi xử lý 5V chiều có lọc ổn áp-> Nguồn từ biến áp 5.5V 28 29 5.5 5.5 VV 20 V 9.5 V 24 V 30 7.5 V Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý máy biến áp Tính chọn máy biến áp: 5.0 V Hình 3.12 Lõi biến áp 3.5 Va = 4cm, b = 5.5cm, l= 2.3cm, h= 5.8cm Hệ số quấn dây s= a.b = x 5.5 = N0 = 50 S = 2,27 -> lấy = 2.3(vòng/vol) 14 Số vòng dây Cuộn sơ cấp W1 = N0.U1max = 2.3 x 220 = 5.06(vòng) Cuộn thứ cấp W2 = N0.U2max (vòng) 3.5V -> vòng 5V -> 11 vòng 5.5V -> 13 vòng 7.5V -> 17 vòng 220V 9.5 V -> 22 vòng 20V -> 46 vòng 20V -> 46 vòng 31 Chọn lõi biến áp hình chữ E: CHƯƠNG : THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG 3.1 Yêu cầu Dựa vào yêu cầu công nghệ hướng dẫn ThS Lê Thị Thu Huyền em chọn phương án chế tạo mơ hình cửa tự động - Trong truyền động dùng động chiều kích từ nam châm vĩnh cửu - Để điều chỉnh tốc độ động dùng phương pháp thay đổi điện áp phần ứng - Dùng Encoder để đo hành trình cửa - Dùng vi điều kiển để điều khiển hoạt động cửa - Dùng cảm biến hồng ngoại 3.2 lưu ca chng trỡnh Bắ tđ ầu Tí n hiệ u? S Đ V1 Xung=a-b S Đ K hông tí n hiƯ u S § V3 Xung= b S § Dừng 5s Đ ủ 5s? S Đ Đ ảo chiề u TÝ n hiƯ u? V2 S § S Xung=xung-d D? ng 2s § đ 2s § V3 S § § ¶o chiỊ u Xung= d S § Dõng 3.4 sơ đồ mạch động lực 32 RV1 R V2 RM R V3 RM R§ R V1 R V2 R V3 R V3 R§ RM R§ R V3 3.5Ngun lí hoạt động Hệ thống cửa tự động bao gồm: nút ấn ON,OFF ,2cảm biến hồng ngoại (S),2 camera quan sat,động chiều DC,bộ mạch đảo chiều động chiều ,2 cánh cửa thủy tinh ,hộp điều khiển ,thanh day ,2 cơng tắc hành trình ,khi người vào hệ thống cửa tự động bắt đầu hoạt động.Hiện để kiểm soát thời gian làm việc quản lý nhân viên vào trước cửa đặt máy quét thẻ thời gian làm việc tính từ nhân viên bắt đầu quẹt thẻ tới nhân viên kết thúc trình làm việc quẹt thẻ lần máy quẹt thẻ quản lý nhân viên kết nối với máy tính qua phần mềm giao diện kèm theo có kết nối với Excel Hoạt động: Khi ấn nút ON điện cung cấp tới ARDUNO truyền tới động hệ thống hoạt động có người vào cảm biến hồng ngoại phát cánh cửa trượt hoạt động day động quay theo chiều thuận,bề rộng tối đa trượt cánh cửa 2,5m cửa mở thuận gặp cơng tắc hành trình dừng lại.Tương tự khơng có người vào 33 động tự động đảo chiều khép cánh cửa lại gặp cơng tắc hành trình dừng lại.Hệ thống hoạt động tới ta ấn nút OFF hệ thống dừng hẳn hinh3.2.1 sơ đồ ngun lí mạch  VI ĐIỀU KHIỂN Hình 3.3.1 VI ĐIỀU KHIỂN  MƠ PHỎNG CẢM BIẾN 34 Hình 3.3.2 mơ cảm biến  MẠCH ĐỘNG LỰC Hình 3.3.3 mạch động lực  HIỂN THỊ Hình 3.3.4 hiển thị mạch  CỬA ĐĨNG KHI KHƠNG CĨ NGƯỜI 35 Hình 3.3.5 mơ lại q tình cửa làm việc chế dộ khơng có người vào  Q TRÌNH CĨ NGƯỜI VÀ ĐỘNG CƠ QUAY MỞ CỬA 36 Hình 3.3.6 mơ q trình cửa làm việc có người  CỬA Ở CHẾ ĐỘ ĐĨNG KHI KHƠNG CĨ NGƯỜI Hình 3.3 q trình cửa đóng lại khơng có người 37 KẾT LUẬN Sau tháng tìm kiếm tài liệu, thơng tin qua mạng internet ,sách,báo… với hướng dẫn, tận tình bảo thầy, cô môn Điện- Điện Điện Tử đặc biệt cô ThS Lê Thị Thu Huyền bạn lớp, đến em hòan thành Đồ án mơn học 1.Đó ‘‘THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐÓNG MỞ CỬA TỰ ĐỘNG’’,kết cuối mạch hoạt động tốt theo yêu cầu đề ra, mạch áp dụng vào thực tế gọn, tiết kiệm chi phí, dễ quan sát, sửa chửa.Đây bước khởi đầu cho phấn đấu, cố gắng cho trình học tập làm việc sau em Sau thời gian làm đồ án em tiếp thu nhiều kiến thức bổ ích, thật cảm thấy đam mê cơng nghệ, nắm bắt tổng hợp lại nhiều kiến thức học trường Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ThS Lê Thị Thu Huyền , cô giáo động viên giúp đỡ em nhiều mặt tinh thần kiến thức để em vượt qua khó khăn từ tìm tòi kiến thức lĩnh vực hoàn thành Đồ án ngày hôm Một lần em xin chân thành cảm ơn bảo, quan tâm quý báu thầy tạo cho em tự tin tinh thần nỗ lực vào cơng việc Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô môn Điện- Điện Điện Tử cho em kiến thức chuyên ngành kinh nghiệm quý báu để với nỗ lực thân để hồn thành đồ án mơn học 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Lê Chí Kiên: (04/2013):Giáo trình Đo lường cảm biến Nhà xuất bản: Đại học Quốc gia TP HCM Nguyễn Văn Bình – Nguyễn Tất Tiến : Nguyên lý động (nhà xuất KH-KT Hà Nội 1985) Vò Gia Hanh, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu:2002:Máy điện :NXBKHKT Nguyễn Doãn Phước:2002:Lý thuyết điều khiển tự động :NXBKHKT Phan Quốc Phô :2002 : Cảm biến :NXBKHKT 39 Phụ lục #include void delay(unsigned int ms) {unsigned int i;unsigned char j;for(i=0; i