Khảo sát thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động

Lời nói đầu Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ công nghệ chế tạo thiết bị tự động hóa, kết hợp với thành tựu cơng nghệ vi điện tử công nghệ thông tin, cho phép tạo nên giải pháp tự động hố hồn tồn lĩnh vực Có thể nói tự động hoá trở thành xu hướng tất yếu quốc gia, lãnh thổ Ngơn ngữ lập trình PLC ứng dụng nhiều lĩnh vực công nghiệp như: Chế biến thực phẩm, sản xuất xi măng, gạch gắn liền với tên tuổi hàng đầu việc chế tạo thiết bị tự động hoá CNC hãng :Siemens, Honeywell, Alen Bradley, ABB, Mitsubishi, Omron hệ thống mạng kèm theo : Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS), hệ thống điều khiển phân tán (DCS) tạo nên bước phát triển nhảy vọt sản xuất công nghiệp Hiện nước ta, PLC đưa vào sử dụng nhiều nhà máy, xí nghiệp để giám sát chặt chẽ quy trình cơng nghê, kỹ thuật phức tạp, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm giá thành, đáp ứng kịp thời yêu cầu ngày cao xã hội Xuất phát từ thực trạng giao thông thành phố lớn nước ta (như Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh) nước giới, với gia tăng ngày lớn phương tiện giao thông (đặc biệt ôtô), nhu cầu bãi đậu đỗ cho phương tiện giao thông yêu cầu cấp bách Một mặt, giảm tắt nghẽn giao thơng, đem lại mặt thẩm mỹ cho thành phố lớn đại Với lý đó, nhóm chúng em khảo sát thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động Qua thời gian tháng tìm hiểu thực đề tài nhờ hướng dẫn tận tình thầy giáo Th.s Trương Vĩnh Tuấn thầy cô Khoa Kỹ thuật - Cơng nghệ Thơng tin chúng em hồn thành đề tài Mặc dù cố gắng song chắn đề tài có nhiều thiếu sót Kính mong giúp đỡ đóng góp ý kiến thầy cô giáo Chúng em xin chân thành cảm ơn Đồng Hới, ngày tháng năm 2017 Sinh viên thực Dương Quang Phú NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN: MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG .1 1.1 Yêu cầu thực tế .1 1.2 Giới thiệu vài nét bãi đỗ xe tự động chuẩn 1.2.1 Hình ảnh số bãi đỗ xe giới .10 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC .11 2.1 Đặc điểm lập trình 11 2.2 Những khái niệm .12 2.2.1 PC hay PLC 13 2.2.2 So sánh với hệ thống điều khiển khác 13 2.3 Cấu trúc phần cứng PLC 13 2.3.1 Bộ xử lý trung tâm 14 2.3.2 Bộ nhớ phận khác 14 2.4 Lợi ích việc sử dụng plc 16 2.5 Một vài lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng plc 17 2.6 Khái niệm vấn đề lập trình plc .17 2.6.1 Giải thích chương trình ladder 18 2.6.2 Ngõ vào ngõ .18 2.6.3 Rơ le 18 2.6.4 Thanh ghi (Register) 20 2.6.5 Bộ đếm 20 2.6.6 Bộ định thời gian (Timer) 21 2.6.7 Tập lệnh PLC 21 2.7 Cơ chế hoạt động xử lý tín hiệu plc 21 2.7.1 Cơ chế hoạt động .21 2.7.2 Phương pháp xử lý .22 2.7.2.1 Phương pháp cập nhật liên tục 22 2.7.2.2 Phương pháp xử lý khối 22 2.8 Thiết bị điều khiển logic khả trình S7 – 200 .24 2.8.1 Cấu hình cứng 24 2.8.1.1 CPU 226 25 2.8.1.2 Cổng truyền thông 25 2.8.1.3 Công tắc chọn chế độ làm việc cho PLC 26 2.8.1.4 Chỉnh định tương tự 26 2.8.1.5 Nguồn nuôi nhớ nguồn pin 26 2.8.2 Cấu trúc nhớ 27 2.8.2.1 Phân chia nhớ 27 2.8.2.2 Vùng liệu 27 2.8.2.3 Vùng đối tượng 29 2.8.3 Thực chương trình .29 2.9 Ngơn ngữ lập trình S7-200 .30 2.9.1 Phương pháp lập trình 30 2.9.1.1 Định nghĩa LAD 31 2.9.1.2 Định nghĩa STL 31 2.9.2 Tập lệnh S7-200 32 CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC THIẾT BỊ BÃI ĐỖ XE 34 3.1 Giới thiệu cảm biến 34 3.1.1 Định nghĩa 34 3.1.2 Cảm biến quang 34 3.1.2.1 Nguyên tắc hoạt động 34 3.1.2.2 Nguồn sáng 35 3.1.2.2.1 Led hồng ngoại 35 3.2 Phân loại cảm biến 35 3.2.1 Cảm biến phát chùm tia truyền qua .34 3.2.2 Cảm biến phát chùm tia phản xạ 35 3.2.3 Cảm biến phản xạ khuếch tán 35 3.2.4 Cảm biến sử dụng sợi dẫn .35 3.2.5 Các ứng dụng cảm biến quang thường gặp thực tế 35 Các thông số kỹ thuật E3JM-10M4 .35 3.3 Cơng tắc hành trình 38 3.4 Cấu tạo động điện chiều 38 3.5 Bộ nguồn 39 3.6 Giới thiệu timer counter 41 3.6.1 Lệnh điều khiển Timer 41 3.6.2 Lệnh điều khiển Counter 42 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG .45 4.1 Yêu cầu công nghệ bãi đỗ xe tự động thiết kế………….………45 4.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động bãi đỗ xe thiết kế… … 45 4.3 Mặt thiết kế………………………………………….…………48 CHƯƠNG V CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG .50 KẾT LUẬN 96 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG 1.1 Yêu cầu thực tế Từ thực trạng thiếu bãi đỗ xe cho phương tiện giao thông, khiến phương tiện phải chiếm lòng, lề đường để tạm thời làm nơi đậu đỗ Tình hình dễ gây ùn tắc giao thông, tai nạn giao thông vẻ mỹ quan thành phố, gây nhiều hệ lụy trộm cắp, an ninh, gây xúc cho người dân Bên cạnh đó, tình trạng gia tăng số lượng phương tiện giao thơng ngày tăng lên Hình 1.1: Thực trạng giao thông thành phố lớn Theo số liệu thống kê phòng cảnh sát giao thông - Công an TP.Hà Nội cho biết quan quản lý 630.710 xe ô tô, trung bình ngày có khoảng 200 xe tơ đăng ký Còn theo Phòng Cảnh sát trật tự - Công an thành phố Hà Nội, địa bàn thành phố có tới 939 điểm trơng giữ xe, có khoảng 200 điểm giữ xe có phép, số lại bãi giữ xe trái phép sử dụng lấn chiếm lòng lề đường để giữ xe, tập trung khu vực đông đúc quan, trường học, bệnh viện… gây cản trở giao thông, trật tự công cộng Do bãi đỗ xe ô tô trái phép không quan chức quản lý khơng có sở hạ tầng để quản lý xe ô tô gửi, thiếu hụt trầm trọng chỗ đậu xe dẫn đến tình trạng giá gửi xe liên tục tăng cao xảy tình trạng trộm như: cạy cốp xe, gương, nắp bình xăng hay ln xe… Như nhu cầu để có bãi đỗ xe nhu cầu cấp thiết SVTH: Dương Quang Phú ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động 1.2 Giới thiệu vài nét bãi đỗ xe tự động chuẩn Hình 1.2.1: Phòng điều khiển trung bãi đỗ xe Một bãi đỗ xe cạnh tranh phải có khơng khí thân thiện cho khách hàng, tiện lợi vị trí đội ngũ lao động làm việc đặc biệt hiệu Các công ty đại tập trung đội ngũ nhân viên, có thể, vị trí trung tâm mà nhân viên thuận lợi khơng gian quản lý Để làm điều này, phải phối hợp cách thơng minh kỹ thuật quản lý tự động, kỹ thuật âm (audio) hình ảnh (video) kỹ thuật nước (domestic)và truyền thông tin số Kỹ thuật tạo điều kiện tốt cho khách hàng quan tâm đến giao tiếp thính giác thị giác, khách hàng trung tâm điều khiển giám sát có quyền trợ giúp từ xa vấn đề diễn ra, hay kiện bất thường Các hoạt động vệ sinh bảo trì thực xung quanh khu vực đậu xe phải cần có kế hoạch cần thiết Các công ty điều hành bãi đỗ xe chuyên nghiệp sân bay quốc tế ví dụ việc quản lý khơng gian đậu xe hiệu chuyên nghiệp Thực cách nhiều năm, thức thực việc kết nối với trung tâm điều khiển để quản lý điều hành tất khu vực đậu xe với số lượng nhân viên hạn chế để thực hàng loạt chức quản lý kỹ thuật tốt hữu ích.Cho đến bây giờ, nơi này, bãi đỗ xe kết nối cách dễ dàng, phải dùng nhiều đường liệu, hình ảnh giọng nói mà khơng thay đổi kết nối Nói cách khác, trạm trung tâm địa phương nước kết nối đồng với dựa vào kỹ thuật truyền liệu, hình ảnh, giọng nói mà sử dụng mạng tiêu chuẩn quốc tế giá thành truyền thơng nhỏ SVTH: Dương Quang Phú ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động Trung tâm điều khiển bãi đỗ xe với số lượng nhân thấp gồm có đặc điểm sau: Hệ thống đầy đủ hệ thống điều khiển tin cậy dễ hiểu Hệ thống điều khiển tự động hổ trợ cho nhà vận hành tránh bị căng thẳng Hệ thống truyền thông thông tin đề cao tính lưu động tốc độ phản hồi nhanh Cơng nghệ sử dụng phải kinh tế có khả mở rộng Hệ thống giám sát chuẩn đốn lỗi phản ứng nhanh chóng, tin cậy liên tục thơng báo tình trạng hệ thống Tạo môi trường làm việc thân thiện khả thực cao Công ty Scheidt & Bachmann (một công ty hoạt động lâu năm lĩnh vực thiết kế bãi đỗ xe tự động) đặt chuẩn cho bãi đỗ xe nhân trung tâm điều khiển là:      Hình 1.2.2: Cơ cấu nâng, hạ xe Phối hợp kỹ thuật quản lý bãi đỗ xe, kỹ thuật nâng hệ thống hướng dẫn giao thông, kỹ thuật an ninh, kỹ thuật khố (locking mechanisms), truyền thơng trực quan, hệ thống trình tự, hệ thống điều khiển video, kỹ thuật nhận dạng kỹ thuật định lượng, hệ thống kỹ thuật gia dụng (kỹ thuật chiếu sáng, kỹ thuật thơng gió, thang máy, hệ thống cung cấp nguồn điện, hệ thống báo cháy ) Các dịch vụ (cho chăm sóc, vệ sinh, bảo trì ) nhiều Các thiết bị kỹ thuật hệ thống đậu xe địa phương với khả truyền thông mức cao khách hàng trung tâm điều khiển Hệ thống gồm nhiều máy tính chủ đặt nhiều nơi, làm việc hồn tồn giống có quyền điều hành Màn hình tiếp xúc (touch screen) nơi làm việc, điều hành nhanh chóng rõ ràng Có phân chia điều hành quản lý mức điều khiển, khoảng cách xa SVTH: Dương Quang Phú ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP             Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động Thiết bị mạng kỹ thuật số thơng thường cho liệu hình ảnh âm Chức vượt qua hệ thống (Cross-system ), chương trình điều khiển trường hợp nguy hiểm Quản lý báo động thông thường với hệ thống báo động phân tán Giám sát điều khiển thông thường thông qua hệ thống Quản lý thông qua dịch vụ( Cross-service ) kết nối với trung tâm đường dây nóng Trợ giúp khách hàng trường hợp có vấn đề lối vào lối thoát ở, trạm trả tiền tự động điểm nhạy cảm khác tiếp xúc hình ảnh, giọng nói Tận dụng phương thức trả tiền phương thức nhận dạng Điều khiển rõ ràng tin cậy Hỗ trợ toàn diện khách hàng với công cụ cần thiết Bao gồm cả” đậu xe đường” (on-street parking ) thông qua kỹ thuật nối mạng không dây Mở rộng cho ý tưởng đổi mở rộng Tăng khả di động cho đôi ngũ nhân viên với thiết bị di động nhỏ (PDA, Pocket-PC, Handheld) An toàn cho người thiết bị việc quản lý khu vục đậu xe An ninh yêu cầu quan trọng với cảm giác an toàn, tin cậy thoải mái Nếu người tự định, họ bị lôi vào nơi mà họ cảm thấy an toàn.Việc quản lý đai thu hút khu vực đậu xe ấn tượng tốt để ngưòi cảm thấy an tồn khu vực quản lý Kỹ thuật an tồn khơng gây khó chịu tạo ấn tượng bị giám sát, phải tin cậy trường hợp nguy hiểm Khái niệm an toàn đại bao gồm hàng loạt thiết bị kỹ thuật kèm theo Vấn đễ an toàn xem xét trước hết thiểt kế bãi đỗ xe Sạch sẽ, sáng sủa , màu thân thiện tất đặc điểm bãi đỗ xe Vấn đễ đạt cách xếp rõ ràng, lối phải phẳng, chiếu sáng màu đèn dễ chịu, khô chống lại việc bị trượt, lối bộ, cầu thang cẩu trục phải xếp cho Hình 1.2.3:Hình ảnh khách hàng vào đỗ xe SVTH: Dương Quang Phú ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP                 Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động Ngồi ra, hệ thống hướng dẫn giao thông cho tài xế khách đặc điểm an toàn yên tĩnh Các cài bao gồm hệ thống hướng dẫn có màu Sự bố trí màu sáng thơng tin vị trí số xe cần thiết Tuy nhiên, cảm giác gần gũi với nhân viên giám sát trường hợp khẩn cấp sẵn sàng can thiệp điều mà làm yên khách hàng làm cho họ có cảm giác an toàn Điều nâng cao hệ thống camera, loại đèn cao áp nhiều nút ấn khẩn cấp đặt khắp nơi An toàn cho người thiết bị hệ thống đỗ xe cần nhiều hệ thống an toàn tự động, hệ thống điều khiễn, cảnh báo chỗ nhanh chóng đội ngũ nhân viên trợ giúp điều khiển từ xa tin cậy với thiết bị hỗ trợ bên dưới: Camera giám sát kỹ thuật số bao quát tất phần quản lý Lưu giữ hình ảnh kỹ thuật số nhớ lưu giữ ngày tháng, thời gian số lượng camera Cảm biến chuyển động đơn vị dò riêng rẽ Các cảm biến chuyển động phân tích hình ảnh kỹ thuật số hình ảnh camera di chuyển Nút ấn trường hợp khẩn cấp nhiều dãy với truy xuất hình ảnh tự động Các loa cho việc thông báo Bộ kết nối âm video với trung tâm giám sát tất lối lối thoát, tẩt trạm trả tiền tự động động, tất hành lang (chẳng hạn cửa chính), cầu thang thang máy điểm nhạy cảm khác Hệ thống đèn chiếu, đèn thơng báo còi, điều khiển từ xa tay hay cảnh báo tự động Đồng hồ dẫn để xác định chắn đường hướng dẫn lái xe trường hợp nguy hiểm Việc ghi lại báo cáo tình trạng trộm cắp, bairier bị hư giám sát trạng thái cửa Chương trình tình trạng khẩn cấp ngăn cản barier lối vào, barier lối thoát, cửa cổng điều khiển giải cố Hệ thống nguồn điện đèn tình trạng khẩn cấp Các thiết bị báo cháy lọc khơng khí Trung tâm giám sát lưu động hệ thống điều khiển để dò tìm hư hỏng nhanh chóng trực tiếp An tồn cho người thiểt bị gia tăng thêm chức bên dưới: Hệ thống camera quay lưu giữ tồn mặt đất So sánh hình ảnh thiết bị rời với hình ảnh lưu giữ vào có hay khơng SVTH: Dương Quang Phú ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Dương Quang Phú Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động 77 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Dương Quang Phú Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động 78 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Dương Quang Phú Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động 79 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Dương Quang Phú Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động 80 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Dương Quang Phú Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động 81 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Dương Quang Phú Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động 82 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Dương Quang Phú Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động 83 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Dương Quang Phú Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động 84 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Dương Quang Phú Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động 85 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Dương Quang Phú Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động 86 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Dương Quang Phú Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động 87 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Dương Quang Phú Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động 88 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Dương Quang Phú Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động 89 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: Dương Quang Phú Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động 90 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động KẾT LUẬN Sau thời gian tập trung thực hoàn thiện đồ án “thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động” chúng em rút nhiều kinh nghiệm việc thi công phần cứng việc lập trình phần mềm Chúng em nhận thấy bãi đỗ xe tự động đề tài hay, khả áp dụng thực tế cao, tình hình giao thơng nước nhà ngày phát triển Đặc biệt đô thị lớn Thủ đô Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh Khi mà đời sống người ngày nâng cao, diện tích đất ngày bị thu hẹp, điều kiện kinh tế cho phép người dân dùng ôtô làm phương tiện lại nhiều việc xây dựng bãi đỗ xe tự động nên thực Nó đem lại nhiều lợi ích là: - Tiết kiệm thời gian giảm ùn tắc - Tạo cho khách hàng cảm giác tiện nghi, thoải mái, khoa học phục vụ - Tiết kiệm nhiên liệu, giảm thiểu nguy va chạm, hao mòn xe, giảm lượng thải nhiễm - Tránh tình trạng xung đột, căng thẳng va giảm nguy gây tai nạn Do thời gian kinh phí có hạn nên chúng em thực mơ hình dạng thơ sơ, mơ hoạt động củ bãi đỗ xe tự động, khơng thực việc qt card để tính tiền tự động, có kết nối với máy tính dừng lại việc quan sát hoạt động bãi đỗ xe, chưa thực giám sát, tính tiền qua điện thoại quan sát hệ thống qua mạng di động Nếu áp dụng mơ hình bãi đỗ xe tự động thực tế, chúng em nghĩ rằng, nên xây dựng mơ hình bãi đỗ xe dạng tròn hay dạng tầng với nhiều tầng hơn, thang máy dịch chuyển để đưa xe đến nhiều tầng hơn, nhiều bãi đỗ xe xây dựng kề Xây dựng sở liệu để lưu vị tri xe vào ô, thực việc quét card để tính tiền tự động, thực việc bán vé xe theo tháng, theo quý theo năm, dùng sở liệu để trừ tiền dần, lắp đặt hệ thống camera để quan sát, kết nối với mạng di động để giám sát hệ thống qua mạng… Nếu bãi đỗ xe hoàn toàn tự động hoàn chỉnh SVTH: Dương Quang Phú 91 ... ĐIỀU KHIỂN CHO BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG .45 4.1 Yêu cầu công nghệ bãi đỗ xe tự động thiết kế ……….………45 4.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động bãi đỗ xe thiết kế … 45 4.3 Mặt thiết kế ……………………………………….…………48... BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG .50 KẾT LUẬN 96 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mơ hình bãi đỗ xe tự động CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG 1.1 Yêu cầu thực tế Từ thực trạng thiếu bãi. .. cốp xe, gương, nắp bình xăng hay ln xe Như nhu cầu để có bãi đỗ xe nhu cầu cấp thiết SVTH: Dương Quang Phú ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế mô hình bãi đỗ xe tự động 1.2 Giới thiệu vài nét bãi đỗ xe tự