Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N40MT của Mitsubishi

Trong số đó, các hệ thống tự động là phổ biến hơn cả vì chúng giúp giải phóng sức lao động của con người cũng như khắc phục được những hạn chế như độ chính xác, năng suất lao động … mà m

ra, hệ thống còn có một mạch vi điều khiển Arduino Uno điều khiển động cơ Servo nâng hạ cơ cấu chổi lau mui xe

Đề tài tập trung vào tìm hiểu cấu trúc của một hệ thống rửa xe tự động và cách

sử dụng PLC để điều khiển toàn bộ một hệ thống

2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

1 PHẠM DOÃN TRUNG Tìm hiểu tổng quan hệ thống rửa xe

Thi công lắp ráp mô hình

2 NGUYỄN PHẠM HOÀNG

LÂN

b Phần riêng:

1 PHẠM DOÃN TRUNG Thiết kế mô hình trên phần mềm ONSHAPE

TT Họ tên sinh viên Nội dung

b Phần riêng:

6 Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung:

LỜI NÓI ĐẦU

Trải qua gần năm năm học tập ở giảng đường trường Đại học Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng, một trong những ngôi trường giảng dạy đại học hàng đầu của cả nước,

em đã được tiếp thu, lĩnh hội rất nhiều kiến thức chuyên ngành rất có ích, và sắp sửa trở thành một kỹ sư

Đây là đề tài, đồ án nghiên cứu cuối cùng của chúng em trước khi rời khỏi ghế nhà trường và trở thành kỹ sư, với những kiến thức được lĩnh hội, chúng em đều áp dụng vào đề tài này Trong quá trình thực hiện đề tài, đã nhận được sự giúp đỡ, ủng hộ rất nhiều từ phía thầy cô, gia đình và bạn bè

Qua đó, chúng em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến những người đã hỗ trợ

chúng em hoàn thành đồ án này, đặc biệt là thầy T.S NGUYỄN QUỐC ĐỊNH, thầy

là người đã luôn theo dõi, hướng dẫn, chỉ bảo rất tận tình trong suốt quá trình nhóm

em thực hiện đề tài Các thầy cô trong khoa Điện đã dạy dỗ, trau dồi và cung cấp những kiến thức, kỹ năng cần thiết để chúng em hoàn thành tốt đề tài này Gia đình và bạn bè, những người đã động viên, khích lệ, cổ vũ để chúng em có thêm động lực học tập và làm việc

Trong đề tài chắc chắn sẽ còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận được những đóng góp quý báu từ phía quý Thầy Cô và các bạn đọc để đề tài hoàn thiện hơn

Trân trọng cảm ơn

Đà Nẵng, tháng 5 năm 2018 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Phạm Hoàng Lân – Phạm Doãn Trung

CAM ĐOAN

Chúng em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp được xây dựng trên quá trình nghiên cứu, tích lũy kiến thức trong 5 năm học tại trường cũng như quá trình khảo sát thực tế, không sao chép của bất kỳ một đề tài học thuật khác

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI………2

1.1 Lý do chọn đề tài……… …2

1.1.1 Tình hình hiện nay……….2

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

1.2 Tổng quan về hệ thống rửa xe tự động………5

1.2.1 Các phương pháp rửa xe ô tô hiện nay……… 5

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

1.2.3 Quy trình hoạt động của hệ thống rửa xe tự động……….6

1.3 Một số hệ thống rửa xe tự động ở nước ta và trên thế giới…… ………….7

1.3.1 Hệ thống rửa xe tự động GO & GO……… 7

1.3.2 Hệ Thống Rửa Xe Du Lịch Tự Động Zonda - Trung Quốc……… 9

1.3.3 Hệ thống rửa xe tự động CT-919D Trung Quốc……….10

1.3.4 Hệ Thống Rửa Xe Du Lịch Tự Động ZD- W900 Trung Quốc……… 11

1.3.5 Hệ thống rửa xe tự động cb 1/28 Karcher dùng ngoài trời ………….12

1.4 Mục tiêu thực hiện đề tài………12

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN MỀM……… ……….14

2.1 Giới thiệu sơ lược phần mềm GX Work2……… …………14

2.2 Lưu đồ thuật toán……….……….15

2.2.1 Lưu đồ thuật toán cho nút nhấn Start……….….…15

2.2.2 Lưu đồ thuật toán cho nút nhấn Stop……….….18

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG HỆ THỐNG 19

3.1 Giới thiệu một số linh kiện trong mô hình………19

3.1.1 PLC Mitsubishi FX1N-40MT……….19

3.1.2 Động cơ DC……….22

3.1.3 Relay trung gian 12VDC ………24

3.1.4 Bộ phận điều khiển chổi lau trần và mui xe 25

3.1.5 Máy bơm……… 27

3.1.6 Cảm biến……….………28

3.1.7 Hệ thống băng chuyền 28

3.1.8 Hệ thống làm khô………29

3.1.9 Hệ thống chổi lau xe ……… ………29

3.1.10 Nguồn……… …29

3.2 Mạch động lực và mạch điều khiển……… …31

3.2.2 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ băng tải………32

3.2.3 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ chổi lau mui xe………32

3.2.4 Sơ đồ điều khiển động cơ Servo dựa vào Arduino……….33

3.2.5 Sơ đồ nối dây toàn bộ của hệ thống………34

3.3 Phân công vào ra………34

3.4 Mô hình tổng thể của hệ thống rửa xe tự động……… … 35

3.4.1 Thiết kế mô hình……….35

3.4.2 Giới thiệu từng phần trong mô hình……….…… 36

3.4.3 Nguyên lý hoạt động……… 38

3.4.4 Một số hình ảnh của mô hình thực tế……… ………39

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……….43

4.1 Kết quả thu được từ đề tài……… ………43

4.2 Hướng phát triển đề tài trong tương lai……….43

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 44

PHỤ LỤC……….………45

A Chương trình phần mềm điều khiển PLC 45

B Chương trình phần mềm điều khiển Arduino……… 48

DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH ẢNH

Bảng 1.1 Lượng xe bán ra từ năm 2013 đến năm 2017……… 2

Bảng 1.2 Chi phí vận hành ô tô trong một tháng……….4

Bảng 1.3 Thông số kĩ thuật của hệ thống rửa xe tự động GO & GO……… 8

Bảng 1.4 Thông số kĩ thuật của ZD – W300……….……… 9

Bảng 1.5 Thông số kĩ thuật của CT – 919D ……….10

Bảng 1.6 Thông số kĩ thuật của ZD – W900……….11

Bảng 1.7 Thông số kĩ thuật của CB 1/28 Karcher ………12

Bảng 3.1 Các thông số kĩ thuật của Arduino……….26

Bảng 3.2 Phân công vào ra của hệ thống……… 34

Hình 1.1 Sản lượng ô tô và xe máy hoạt động hằng năm của Việt Nam………2

Hình 1.2 Doanh số ô tô hằng tháng của thị trường Việt Nam trong năm 2017……… 3

Hình 1.3 Nước thải do hoạt động rửa xe ………5

Hình 1.4 Các phương pháp rửa xe……… 5

Hình 1.5 Cấu trúc hệ thống rửa xe trong thực tế……….6

Hình 1.6 Lắp đặt hệ thống rửa xe ô tô tự động tại Việt Nam……… 7

Hình 1.7 Hệ thống rửa xe du lịch tự động Zonda Trung Quốc……… 9

Hình 1.8 Hệ thống rửa xe tự động CT – 919D……… 10

Hình 1.9 Hệ thống rửa xe du lịch tự động ZD – W900……….11

Hình 1.10 Hệ thống rửa xe tự động CB 1/28 Karcher dùng ngoài trời……….12

Hình 2.1 Giao diện của GX Works 2………15

Hình 2.2 Lưu đồ thuật toán của nút START……….……16

Hình 2.3 Lưu đồ thuật toán của nút STOP……….……… 18

Hình 3.1 Chu kì vòng quét PLC……… …… 20

Hình 3.2 PLC Mitsubishi FX1N – 40MT……… ………22

Hình 3.4 Động cơ băng tải……… …… 23

Hình 3.5 Động cơ chổi lau……… ……… 24

Hình 3.6 Động cơ Servo……… ……… 24

Hình 3.7 Relay trung gian……….……….……… 25

Hình 3.8 Arduino Uno……… ………27

Hình 3.9 Máy bơm 12V……… ……… 27

Hình 3.10 Cảm biến tiệm cận quang……….28

Hình 3.11 Hệ thống băng tải……… 28

Hình 3.12 Quạt tản nhiệt……… …………29

Hình 3.13 Nguồn tổ ong 12V – 10A ……… ……… 30

Hình 3.14 Mạch chuyển áp LM2596……… … 30

Hình 3.15 Mạch động lực của hệ thống………31

Hình 3.16 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ băng tải……….32

Hình 3.17 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ chổi lau mui xe……….32

Hình 3.18 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ Servo dựa vào Arduino………33

Hình 3.19 Sơ đồ nối dây toàn bộ hệ thống………34

Hình 3.20 Mô hình tổng thể hệ thống ……… ….35

Hình 3.21 Mô hình cả hệ thống thiết kế 3D bằng phần mềm Onshape……… 36

Hình 3.22 Bàn……… … 36

Hình 3.23 Hệ thống chổi lau quay dọc……… … 37

Hình 3.24 Hệ thống chổi lau quay ngang……… …37

Hình 3.25 Hệ thống chổi lau bánh xe……… … 38

Hình 3.26 Mô hình thực tế……… … 39

Hình 3.27 Hình chiếu bằng của mô hình ……….40

Hình 3.28 Hình chiếu đứng của mô hình……… 41

Hình 3.29 Hình chiếu đứng của mô cạnh……… 41

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

Ngày này, công nghệ phát triển với tốc độ chóng mặt và lan tỏa đến tất cả lĩnh

vực, từ nông nghiệp, công nghiệp, vũ khí đến công nghệ vũ trụ Rất nhiều máy móc

hiện đại, thiết bị tự động, hệ thống thông minh ra đời giúp con người đạt được những

điều tưởng chừng là không thể Trong số đó, các hệ thống tự động là phổ biến hơn cả

vì chúng giúp giải phóng sức lao động của con người cũng như khắc phục được những

hạn chế như độ chính xác, năng suất lao động … mà một hệ thống sử dụng nhân công

khó lòng đạt được ở mức cao nhất Việt Nam đang trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện

đại hóa đất nước thì không thể thiếu những hệ thống như thế này Một trong những hệ

thống đơn giản nhưng không kém phần hiệu quả và ngày càng có ảnh hưởng lớn hơn ở

nước ta đó là HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG

HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG đã ra đời từ rất sớm ở các nước phương Tây

và ngày càng phổ biến ở khắp nơi trên thế giới Ở Việt Nam cũng đã có rất nhiều

doanh nghiệp đi tiên phong trong lĩnh vực này, có thể kể đến Automatic Car Wash Go

& Go, công ty Tân Minh Giang… cùng rất nhiều cửa hàng nhỏ lẻ ở khắp các tỉnh

thành trên cả nước Tuy nhiên, do một số đặc điểm khác biệt về thời tiết, địa hình cũng

như những hạn chế về mặt kỹ thuật mà các HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG vẫn

chưa thực sự phát triển mạnh mẽ ở nước ta Nhận thấy điều đó, nhóm chúng em đã tiến

hành nghiên cứu về các điểm mạnh đồng thời tập trung khắc phục các nhược điểm để

trong phạm vi nào đó xây dựng một HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG vượt trội hơn

Sau thời gian nghiên cứu các tài liệu và khảo sát các hệ thống rửa xe tự động đã

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Lí do chọn đề tài

1.1.1 Tình hình hiện nay

Những năm gần đây thị trường ô tô ở Việt Nam đang có bước chuyển mình khá

ấn tượng Những số liệu thống kê cho thấy: từ năm 2000 cho đến nay, số lượng

phương tiện giao 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 Error! No text of specified style in document 1 Số lượng ô tô và xe máy hoạt

động hàng năm của Việt Nam

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 Error! No text of specified style in document 1 Lượng xe bán ra tại Việt Nam

2016 300.000 23

Đến năm 2017 lượng xe ô tô bán ra đạt 273.000 chiếc tuy có giảm đi khoảng

10% so với năm 2016 nhưng số lượng xe bán ra mỗi ngày vẫn rất lớn, nó lên đến gần

748 chiếc Doanh số cụ thể hàng tháng được Hiệp hội ô tô Việt Nam (VAMA) thống

kê như sau:

Hình Error! No text of specified style in document 2 Doanh số ô tô hàng tháng của

thị trường Việt Nam trong năm 2017

Nếu so với các nước trong cùng khu vực thì lượng tiêu thụ ô tô ở các nước

Đông Nam Á khác cũng không thể “bì” được với Việt Nam Trong khi tình hình ở các

thị trường lớn 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 ta vẫn rất lớn

Giải thích cho sự tăng trưởng mạnh mẽ trên thì nền kinh tế tăng trưởng là lý do

rõ ràng nhất Đời sống người dân ngày càng cao nên việc mua một phương tiện đi lại

có giá hàng trăm triệu không còn là vấn đề quá lớn Từ đó, nhu cầu rửa xe cũng không

ngừng tăng lên 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 khai thác một cách có bài bản thì đó sẽ là một hướng kinh doanh rất sáng

sủa đối với các nhà đầu tư

Xuất phát từ tình hình thực tế trên và ham muốn hiểu biết về PLC, em xin chọn

đề tài làm tốt nghiệp:”THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG RỬA XE Ô TÔ TỰ

ĐỘNG SỬ DỤNG PLC FX1N-40MT CỦA MITSUBISHI”

1.1.2 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 hệ

thống rửa xe tự động hiện nay dao động từ 5-8 phút, còn đối với các hệ thống thủ công

là 10-15 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

thu nhập trung bình hàng tháng vào khoảng 20 triệu đồng trở lên thì mới đủ để “nuôi”

một chiếc xe ô tô, nguyên nhân là do các chi phi vận hành ô tô là rất đắt đỏ Riêng chi

phí rửa xe cũng đã tiêu tốn từ 200 – 300 nghìn đồng/tháng (1 tháng rửa xe 4 lần)

Bảng Error! No text of specified style in document 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

đương 0,2 – 0,3 mét khối) Vì vậy việc sử dụng nguồn nước sao cho tiết kiệm tối đa là

một thách thức của các hệ thống rửa xe tự động Hơn nữa, từ ngày 1/1/2017, nghị định

154 của Chính phủ về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải sẽ bắt đầu có hiệu lực

thi hành, theo 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 thời góp 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 cầu

ngày càng lớn Vì vậy chúng em 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 Error! No text of specified style in document 3 Nước thải do hoạt động rửa

xe

1.2 Tổng quan về hệ thống rửa xe tự động:

1.2.1 Các phương pháp rửa xe ô tô hiện nay

Hiện nay tại Việt Nam chúng ta hầu hết là sử dụng các phương pháp rửa xe thủ

công là chủ yếu 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 với trình 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

Hình Error! No text of specified style in document 4 Các phương pháp rửa xe

1.2.2 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 hệ thống các trục ngang và thẳng đứng được gắn với hệ thống chổi lau

mềm mại để lau xe khỏi gây trầy xước các bộ phận cần lau của xe

- Hệ thống vòi phun nước cao áp và chất tẩy: Hệ thống này dùng để phun nước

và phun dung dịch tẩy rửa trong quá trình rửa xe, để dễ dàng lau xe và làm sạch

xe Hệ thống này thường được thiết kế ở phía trên hoặc hai bên của mô hình dễ

dàng phun nước và chất tẩy rửa từ trên xuống cho toàn bộ thân xe Hệ thống

này bao gồm các vòi 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

khi quá trình rửa xe kết thúc Hệ thống này bao gồm các quạt có công suất vừa

và nhỏ hoặc gồm một dàn quạt sấy được thiết kế ở cuối mô hình, đây là công

đoạn cuối cùng của quá trình rửa xe

- Hệ thống đường ray và thanh dẫn hướng: Hệ thống này dùng để di chuyển xe ra

vào trong quá trình rửa xe Hệ thống dài 1000 – 1600 cm, rộng 30 cm, sâu 5

cm

1.2.3 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

thời lúc này hệ thống chổi quay hoạt động lau hai bánh xe trước Tiếp đó xe được đưa

từ từ vào sâu bên trong 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 làm sạch 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 tay người sử dụng Trong quá trình rửa xe thì xe được

đưa vào một cách từ từ trơn tru và dừng lại ở một số thời điểm để có thể lau chùi sạch

sẽ hơn

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

1.3.1 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 hệ thống rửa xe tự động

Hình Error! No text of specified style in document 6 Lắp đặt hệ thống rửa xe

ô tô tự động tại Việt Nam

Bảng Error! No text of specified style in document 3 Thông số kỹ thuật của hệ

thống rửa xe tự động GO & GO

Kích thước (dài×rộng×cao) 10m × 4m × 4m

Cấu tạo Khung thép, mạ kẽm, inox, nhôm

1.3.2 Hệ Thống Rửa Xe Du Lịch Tự Động Zonda - Trung Quốc

Hình Error! No text of specified style in document 7 Hệ thống rửa xe du lịch tự

động Zonda (Model: ZD-W300)

Bảng Error! No text of specified style in document 4 Thông số kỹ thuật của

ZD-W300

Kích 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 rộng của hai ray 3340 mm

Thời gian rửa xe 4,5-6 phút /xe

Điện áp hoạt động 380 V, 50 Hz, 3 pha, 17,68 kW

1.3.3 Hệ thống rửa xe tự động CT-919D Trung Quốc

Hình Error! No text of specified style in document 8 Hệ thống rửa xe tự động CT –

919D

Bảng Error! No text of specified style in document 5 Thông số kỹ thuật của CT –

919D

Chổi quay 2 bên hông, 1 nóc xe, 2 bánh xe Vòi phun Phun xoay tự động áp lực cao Truyền chuyển động Thủy lực, điện, khí hoặc bằng xích

Hệ thống sấy khô Bằng khí nén

Thời gian rửa xe 1 phút/xe

1.3.4 Hệ Thống Rửa Xe Du Lịch Tự Động ZD-W900 Trung Quốc

Hình Error! No text of specified style in document 9 Hệ Thống Rửa Xe Du Lịch Tự

Lượng xe rửa tối đa 60-80 xe/giờ

Tiêu thụ nước 100-120 lít/xe

Điện áp hoạt động 380V, 50Hz, 3 pha, 45 kW

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

Hình Error! No text of specified style in document 10 Hệ thống rửa xe tự động cb

1/28 Karcher dùng ngoài trời

Bảng Error! No text of specified style in document 7 Thông số kỹ thuật của cb 1/28

Karcher

Thông số kỹ thuật Ghi chú

Chiều cao hệ thống 3700 mm Chiều cao làm sạch 2800 mm Chiều ngang hệ thống 4035 mm Lưu 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/phút

Thời gian rửa xe 4 phút/xe Đặc điểm chung của các mô hình trên là đều dùng điện một chiều, chi phí đầu tư từ

khoảng 600 triệu trở lên đối với mặt hàng do Trung Quốc sản xuất Còn riêng trong

nước ta cũng tầm 400 triệu trở lên

1.4 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

hệ thống

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:

- Cơ khí phần cứng: vì hệ thống chủ yếu phục vụ cho các đối tượng có khối

lượng lớn và đắt tiền nên yêu cầu phần cơ khí phải chắc chắn, các động cơ vận

hành nhẹ nhàng, 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 mô hình được chia thành từng khoang theo chiều ngang

nhằm thuận lợi cho việc thiết kế chương 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 lượng

lớn xe nên thời gian là vấn đề tiên quyết Để thời gian thực hiện tối ưu cần một

PLC mạnh mẽ để vận hành toàn bộ hệ thống, đảm bảo các chi tiết hoạt động

một cách chính xác và phối hợp ăn ý với nhau

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

mô hình thật của hệ thống để qua đó xác định và tính toán chính xác các thông

số vật lý của hệ thống; xây dựng các chương trình mô phỏng liên kết với mô

hình đã có để khảo sát, đánh giá hiệu quả của các bộ điều khiển, các chi tiết cơ

khí trước khi áp dụng vào thực tế

Kết luận Chương 1

Sau khi nghiên cứu những nét cơ bản của một hệ thống rửa xe ô tô tự động và

khảo sát các thông số kỹ thuật cũng như các ưu điểm của các hệ thống đang vận hành

trong thực tế, chúng em chuyển sang thiết kế trên máy tính và tiến hành lắp ráp thành

mô hình thực Những nội dung này sẽ được trình bày cụ thể trong các chương sau

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN MỀM

2.1 Giới thiệu sơ lược về phần mềm Gx Works2

Gx Works 2 là phần mềm nâng cấp của GX Developer được hãng Mitsubishi

phát hành để lập trình cho các dòng PLC của hãng

Đặc điểm nổi bật của GX WORKS 2:

- Gx Works 2 bao gồm chức năng: cấu hình của mô-đun PLC, lập trình và chức

năng mô phỏng được tích hợp trong một gói duy nhất

- Gx Works 2 cho phép chúng ta vừa lập trình vừa có thể kiểm tra chương trình

bằng chức năng mô phỏng để giảm thiểu sai sót

- Gx Works 2 cho phép dễ dàng sử dụng đầy đủ các dòng CPU khác nhau và

mô-đun ngoài ( Mô đun analog… )

- Gx Works 2 là phần mềm nâng cấp của GX Developer nên GX Works 2 có

thể đọc được các chương trình của GX Developer mà không cần bất kỳ sự

chỉnh sửa nào

- Gx Works 2 phù hợp với công cụ kỹ thuật tiêu chuẩn quốc tế IEC 61131-3 và

hỗ trợ lập trình có cấu trúc với các bộ phận được nhóm Ngôn ngữ lập trình

bao gồm SFC, ST và Ladder, có thể được sử dụng theo từng ứng dụng Ngoài

ra, một số ngôn ngữ bao gồm SFC, ST và Ladder có thể được sử dụng cùng

nhau trong một chương trình

Ở đề tài này, nhóm em sử dụng ngôn ngữ lập trình LADDER để lập trình cho

toàn bộ hệ thống

Hình 2.1 Giao diện của phần mềm Gx Works 2

2.2 Lưu đồ thuật toán

2.2.1 Lưu đồ thuật toán với nút START

Hình 2.2: Lưu đồ thuật toán cho nút START Giải thích:

- Ấn nút Start, động cơ băng tải hoạt động, xe bắt đầu được đưa vào nhà

rửa xe

- Khi cảm biến 1 phát hiện ra vị trí của xe thì tác động cho máy bơm 1

hoạt động để phun hỗn hợp xà phòng rửa xe

- Khi cảm biến 1 hết tác động thì ngừng phun hỗn hợp xà phòng

- Khi cảm biến 2 phát hiện vị trí của xe thì tác động cho các chổi lau bánh

xe, chổi lau mui xe, chổi lau hông xe hoạt động để lau chùi xe, đồng thời ngừng băng chuyền Cùng lúc đó các bộ timer T0,T1,T3,T4 bắt đầu đếm với thời gian tương ứng là 5s, 12.5s, 5s, 12.5 giây

- Trong lúc T0 và T3 đếm từ 0s đến 5s thì băng tải ngừng hoạt động, chổi

lau bánh xe hoạt động để lau hai bánh xe trước Sau khi hết 5s thì băng tải lại tiếp tục hoạt động và chổi lau hai bánh xe ngừng hoạt động

- Xe tiếp tục đi trên hành trình cho đến khi T1,T4 đếm đủ 12.5s thì một

lần nữa tác động cho băng tải dừng lại và chổi lau hai bánh xe được hoạt động để lau hai bánh xe sau Đồng thời bộ Timer T2,T5 cũng bắt đầu đếm với thời gian 5s

- Khi T2 và T5 đang đếm từ 0s đến 5s thì băng tải vẫn ngừng hoạt động,

chổi lau bánh xe lau hai bánh xe sau

- Khi T2 và T5 đếm đủ 5s thì tiếp tục cho băng tải hoạt động trở lại, chổi

lau bánh xe ngừng lại, xe tiếp tục đi theo hành trình

- Khi cảm biến 2 hết tác động thì cho các cơ cấu chổi lau ngừng hoạt động

- Khi cảm biến 3 tác động thì máy bơm 2 hoạt động để phun nước sạch

rửa lại xe

- Khi cảm biến 3 hết tác động thì ngừng phun nước

- Khi cảm biến 4 tác động thì quạt hoạt động để làm khô xe

- Khi cảm biến 4 hết tác động thì quạt ngừng hoạt động

- Và chu trình được lặp đi lặp lại như vậy