Luận Văn Thiết kế và thi công mô hình điều khiển, giám sát bãi giữ xe ô tô tự động

TR NG B B GIÁO D C & ̀O T O I H C S PH M K THU T TP H CHÍ MINH KHOA I N ậ I N T MỌN I N T CÔNG NGHI P ậ Y SINH - ÁN T T NGHI P NGÀNH CÔNG NGH K THU T I N T TRUY N THÔNG TÀI: THI T K V̀ THI CÔNG MÔ H NH I U KHI N, GI M S T BÃI GI XE Ô TÔ T NG GVHD : ThS Nguy n T n SVTH : Nguy n Thanh L c MSSV : 13141174 Tp H Chí Minh - 2/2019 i TR NG B B GIÁO D C & ̀O T O I H C S PH M K THU T TP H CHÍ MINH KHOA I N ậ I N T MỌN I N T CÔNG NGHI P ậ Y SINH - ÁN T T NGHI P NGÀNH CÔNG NGH K THU T I N T TRUY N THÔNG TÀI: THI T K V̀ THI CÔNG MÔ H̀NH I U KHI N, GÍM ŚT B̃I GI XE Ô TÔ T NG GVHD : ThS Nguy n T n SVTH : Nguy n Thanh L c MSSV : 13141174 Tp H Chí Minh - 2/2019 i NG H SPKT TP H CHÍ MINH C NG HỊA Ã H I CH NGH A VI T NAM KHOA I N- I N T C L P - T DO - H NH PHÚC MỌN I N T CỌNG NGHI P ậ Y SINH o0o -TR B Tp HCM, ngày 11 tháng 01 n m 2019 NHI M V N T T NGHI P H tên sinh viên 1: Nguy n Thanh L c Chuyên ngành: i n t công nghi p H đ̀o t o: i h c quy Khóa: 2013 MSSV: 13141174 Mã ngành: 41 Mã h : L p: 13141DT1A H tên sinh viên 2: Mai V n Thành Chuyên ngành: i n t công nghi p H đ̀o t o: i h c quy Khóa: 2013 MSSV: 13141310 Mã ngành: 41 Mã h : L p: 13141DT1B I TÊN TÀI: THI T K V̀ THI CÔNG MÔ H NH BÃI GI XE Ô TÔ T I U KHI N, GI M S T NG II NHI M V Các s li u ban đ u: − Kích th − c mơ h̀nh: chi u dài 70cm, chi u r ng 60cm, chi u cao 75cm ng c có h p s 24VDC giúp v n hành h th ng có v n t c 94 vòng/phút − C m bi n ch U 24VDC ph́t hi n v t c n đ x́c đ nh v trí − Cơng t c hành tr̀nh 24VDC ch c n ng đóng, m đ ng c − Webcam colorvis ND60 đóng vai trò thu nh n nh đ u vào, k t n i ḿy tính qua c ng USB − C c u truy n đ ng dây xích b́nh r ng − M ch Arduino Uno R3 v̀ RFID RC522 đ c d̀ng làm b x ĺ đ c th t , k t n i ḿy tính thơng qua c ng USB N i dung th c hi n: − Tìm hi u ćc ph ng th c giao ti p v i PLC − Tìm hi u nghiên c u cách th c qu t th , x lý nh − Tìm hi u PLC S7-1200, CPU-1214C − Các cách th c ho t đ ng c a mô h̀nh đ l a chon linh ki n phù h p ii − Tìm hi u, nghiên c u thi t k m ch u n c ng nh đ o chi u đ ng c d̀ng r le − Thi t k , xây d ng ph n c ng c a mơ hình − Xây d ng ch ng tr̀nh u n, giao ti p gi a ḿy tính Arduino, ḿy tính camera, ḿy tính PLC − Ch y th nghi m, cân ch nh s a l i mô hình − Nh n xét, đ́nh gí chung tồn b h th ng − Vi t b́o ćo lu n v n − B́o ćo đ tài t t nghi p III NGÀY GIAO NHI M V : 1/9/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V : 10/1/2019 V H VÀ TÊN CÁN B H CÁN B H NG D N NG D N: ThS Nguy n T n BM I N T i CÔNG NGHI P – Y SINH iii NG H SPKT TP H CHÍ MINH C NG HÒA Ã H I CH NGH A VI T NAM KHOA I N- I N T C L P - T DO - H NH PHÚC MỌN I N T CỌNG NGHI P ậ Y SINH o0o -TR B Tp HCM, ngày 11 tháng 01 n m 2019 L CH TR NH TH C HI N N T T NGHI P H tên sinh viên 1: Nguy n Thanh L c L p: 13141DT1A MSSV: 13141174 H tên sinh viên 2: Mai V n Th̀nh L p: 13141DT1B MSSV: 13141310 Tên đ t̀i: THI T K V̀ THI CÔNG MÔ H NH I U KHI N, GI M S T BÃI GI Tu n/ng̀y XE Ô TÔ T NG Xác nh n N i dung GVHD (1/10/2018- - N pđ c ng chi ti t đ án t t nghi p 6/10/2018) (8/10/201813/10/2018) (15/10/201821/10/2018) - T̀m hi u v̀ thi t k khung mô h̀nh bãi xe - T̀m hi u module PLC S7-1200 - Tìm hi u, mua linh ki n, thi t b , v t t (c m bi n, đ ng c DC,v.v.) - Thi t k , d ng khung mơ hình bãi xe - Xây d ng ng d ng quét th RFID b ng (22/10/2018- Arduino C# ph n m m Visual Studio 27/10/2018) - K t n i, qu n ĺ c s d li u ph n m m SQL Server Manager - Thi t k giao di n u n giám sát ph n m m Tia Portal - iv - Xây d ng ng d ng quét th RFID b ng (30/10/2018- Arduino C# ph n m m Visual Studio 3/11/2018) - K t n i, qu n ĺ c s d li u ph n m m SQL Server Manager - Thi t k giao di n u n giám sát ph n m m Tia Portal (5/11/201810/11/2018) - Xây d ng ng d ng nh n di n bi n s xe b ng C# ph n m m Visual Studio - L p tr̀nh cho h th ng nâng h xe ph n m m Tia Portal (12/11/201817/11/2018) - Xây d ng ng d ng nh n di n bi n s xe b ng C# ph n m m Visual Studio - L p tr̀nh cho h th ng nâng h xe ph n m m Tia Portal (19/11/201824/11/2018) - L p ráp, k t n i ph n c ng vào PLC g n thi t b vào mơ hình - L p tr̀nh cho h th ng nâng xe, ch y th mô hình (19/11/201824/11/2018) - L p ráp, k t n i ph n c ng vào PLC g n thi t b vào mơ hình - L p tr̀nh cho h th ng nâng xe, ch y th mơ hình 10 (3/12/20188/12/2018) - L p trình h th ng nâng xe, ch y th mơ hình - K t n i PLC v i ng d ng, ch y mơ hình, s a l i 11 (10/12/201815/12/2018) - K t n i PLC v i ng d ng, ch y mơ hình, s a l i - Ch y th tồn b mơ hình, s a l i ph n c ng ph n m m v 12 (17/12/201822/12/2018) 13 (24/12/201829/12/2018) 14 (31/12/2018- - Ch y th tồn b mơ hình, s a l i ph n c ng ph n m m - Vi t quy n lu n v n - Ch y th tồn b mơ hình, s a l i ph n c ng ph n m m - Vi t quy n lu n v n - Hoàn ch nh, cân ch nh l i toàn b h th ng - Vi t hòn ch nh quy n lu n v n 5/1/2019) 15 (7/1/2019- - Hòn ch nh h th ng v̀ quy n lu n v n 12/1/2019) 16 (14/1/2019- - B́o ćo, b o v đ ́n t t nghi p 19/1/2019) GV H NG D N (Ḱ v̀ ghi r̃ h v̀ tên) vi L I CAM OAN t̀i ǹy l̀ nhóm t th c hi n d a v̀o ki n th c đ m t s ćc đ t̀i v̀ ph có tr ng ́n tr c h c, nghiên c u t̀m hi u c, không chép t b t c t̀i li u hay công tr̀nh c Tp H Chí Minh, ngày 11 tháng 01 n m 2019 Sinh viên th c hi n Sinh viên th c hi n Nguy n Thanh L c Mai V n Th̀nh vii L IC M c s phân công c a qú th y cô, b môn i n – i n t , tr ng N i n t Công nghi p – Y sinh, khoa i h c S ph m K thu t TP.HCM, sau g n ba th́ng nghiên c u chúng em hòn th̀nh đ t̀i t t nghi p “Thi t k v̀ thi công mô h̀nh u n, giám sát bãi gi xe ô tô t đ ng” hòn th̀nh đ t̀i đ c giao, ngòi s n l c h c h i c a b n thân có s h ng d n t n t̀nh c a th y cô v̀ b n b̀ V̀ th , l i đ u tiên c a cu n b́o ćo đ ́n t t nghi p ǹy, chúng em mu n d̀nh l i c m n chân th̀nh đ n Th y Th.s Nguy n T n c ng nh ćc th y cô gío b môn v̀ b n b̀ tr c ti p h i ng d n v̀ t n t̀nh giúp đ , t o u ki n đ chúng em hòn th̀nh t t đ t̀i Xin chân th̀nh c m n! Tp H Chí Minh, ngày 11 tháng 01 n m 2019 Sinh viên th c hi n Sinh viên th c hi n Nguy n Thanh L c Mai V n Th̀nh viii M CL C Trang bìa i Nhi m v đ ́n ii L ch tr̀nh iv L i cam đoan vii L i c m n viii M c l c ix Li t kê h̀nh v xii Li t kê b ng…………………………………………………………………… xv Tóm t t xvi CH NG T NG QUAN 1.1 t v n đ 1.2 M c tiêu 1.3 N i dung nghiên c u 1.4 Gi i h n 1.5 B c c CH NG C S Ĺ THUY T 2.1 Phân tich cac ph ng an bai đô xe ô tô 2.1.1 Ćc d ng bãi đ xe ô tô ph bi n hi n 2.1.2 Ph ng ́n l a ch n 2.2 Ćc c s ĺ thuy t liên quan 2.2.1 Gi i thiêu v ngôn ng C môt sô công cu liên quan a Ngôn ng C# v̀ NET Framework b Th vi n S7.NET c Gi i thu t x ĺ nh nh n d ng bi n s xe 2.2.2 Công ngh RFID 2.2.3 Các chu n giao ti p truy n d li u 10 a Chu n giao ti p USB 10 b Chu n giao ti p SPI 11 c Chu n giao ti p Enthernet 11 2.2.4 Gi i thi u m t s ph n m m l p tr̀nh 12 ix 2.2.6 Thi t k kh i ngu n V i nh ng thông s k thu t, n ́p s d ng v̀ dòng n tiêu th phân tích trên, nhóm quy t đ nh ch n ngu n cung c p cho tòn b h th ng l̀ ngu n t ong 24VDC – 3A Hình 2.12 Ngu n t ong 24VDC – 3A ▪ Thông s k thu t ậ u vào: AC110V / 220V ậ u ra: DC 24V 3A ậ Công su t đ u ra: 72W ậ T n s : 50 / 60Hz ậ Nhi t đ làm vi c: - 40°C ~ 65°C ậ Kích th ▪ c: 159x100x43mm Ćc kí hi u đ u k t n i ậ L-N : ậ V+ : u DC d ậ V- : u DC âm ậ GND : ậ V / ADJ: i u ch nh n ́p đ u (15%) u vào AC ng u dây n i đ t Trang - 23 I1.5 I1.4 I1.3 I1.2 I1.1 I1.0 I0.7 I0.4 M1 I0.3 I0.6 CT_5 I0.2 CB_2 CT_4 I0.1 I0.5 CT_3 PLC S7-1214C N L Q1.2 Q1.1 12 13 14 12,3 13 14 13_6 13_5 9,3 Q1.0 12,2 9,3 14 Q0.7 13_6 12,2 Q0.6 13_5 13 14 13_4 9,2 12 13_3 12,1 13 Q0.5 14 Q0.4 12,1 9,2 13 13_2 13_1 9,1 13_4 13_3 14 Q0.3 12 13 13_2 Q0.2 9,1 US B 13_1 C P U Q0.1 220AC Q0.0 L+ M1 ENTHERNET Đ C TH RFID (ADRUINO+RFID RC522) CB_1 CT_2 I0.0 M1 CT_1 +V +V -V -V M L+ NGU N T ONG 220VAC-24VDC 2.3 S đ nguyên lý c a toàn m ch 12,3 CAMERA MOTOR1 MOTOR2 MOTOR3 Hình 2.13 S đ k t n i tồn m ch ➢ Chú thích ậ CT_1, CT_2, CT_3, CT_4, CT_5: cơng t c hành trình ậ CB_1, CB_2: c m bi n ch U ậ MOTOR 1, MOTOR 2, MOTOR 3: ćc đ ng c nâng h cánh tay Trang - 24 Ch ng 3: THI CỌNG 3.1 Thi cơng mơ hình 3.1.1 Thi cơng cánh tay l y xe V i ph n cánh tay l y xe c n có m t đ ng c đ u n cánh tay ch y ch y vào bên c nh s có cơng t c h̀nh tr̀nh đ gi i h n đ ng cho ćnh tay Hình 3.1 L p ŕp đ ng c cho ćnh tay Hình 3.2 L p ŕp cơng t c hành trình cho cánh tay vào Hình 3.3 L p ŕp cơng t c hành trình cho cánh tay Trang - 25 3.1.2 Thi công h th ng quay cho cánh tay i v i h th ng nhóm phân làm hai bên bên v trí ch n bên v trí l nên c n có u c u sau ậ M t đông c quay thu n đ đ a ćnh tay đ n v trí ch n (2-4-6) l (1-35) quay ngh ch đ đ a ćnh tay v v trí ban đ u ậ M t công t c h̀nh tr̀nh d̀ng đ gi i h n ćnh tay quay đ n v trí ch n ậ M t c m bi n quang đ gi i h n ćnh tay quay đ n v trí l Hình 3.4 L p ŕp đ ng c cho h Hình 3.5 L p ŕp cơng t c hành hình th ng quay cho h th ng quay đ n v trí ch n Hình 3.6 L p ŕp c m bi n cho h th ng quay đ n v trí l Trang - 26 3.2 L p trình h th ng 3.2.1 L u đ gi i thu t cho PLC Ch ng tr̀nh ch́nh PLC B tđ u − 1: H th ng yêu c u vi c c t xe, n u th c hi n (2), n u sai th c S C t e L y e S hi n (3) − 2: Th c hi n vi c c t xe Th c hi n vi c c t e − 3: H th ng yêu c u vi c l y xe, Th c hi n vi c l y e n u th c hi n (4), n u sai k t thúc K t th c − 4: Th c hi n vi c l y xe H̀nh 3.10 Ch ng tr̀nh PLC Ch ng tr̀nh c t xe B tđ u Di chuy n đ n v tŕ v̀o Nơng e h i v tŕ v̀o Di chuy n đ n v tŕ c t t e e v̀o v tŕ − 1: Di chuy n đ n v trí v̀o − 2: Nâng xe kh i v trí v̀o − 3: Di chuy n đ n v trí c t xe − 4: − 5: Quay v v trí ban đ u t xe v̀o v trí c t Quay v v tŕ an đ u K t th c H̀nh 3.11 Ch ng tr̀nh c t xe Trang - 27 Ch ng tr̀nh l y xe B tđ u Di chuy n đ n v tŕ c nl y e − 1: Di chuy n đ n v trí c n l y xe − 2: L y xe kh i v trí c t − 3: Di chuy n đ n v trí tr xe − 4: t xe v̀o v trí − 5: Quay v v trí ban đ u L y e h i v tŕ Di chuy n đ n v tŕ tr t Quay v v tŕ an đ u e e v̀o v tŕ K t th c H̀nh 3.12 Ch ng tr̀nh l y xe 3.2.2 L u đ gi i thu t ḿy t́nh Ch − 1: ng tr̀nh ch́nh ḿy t́nh c mã th − 2: Ki m tra th có h th ng hay ch a, n u có th c hi n (4), n u ch a th c hi n (3) − 3: Th c hi n thêm th v̀o hi n th ng, n u th c hi n (7), n u sai k t thúc − 4: Ki m tra xe có bãi hay ch a, n u ch a th c hi n (5), n u có r i th c hi n (6) − 5: Th c hi n c t xe v̀o − 6: Th chi n l y xe − 7: Thêm th v̀o h th ng − C p nh t c s d li u Trang - 28 B tđ u c m th Th có h th ng e ch a có bãi S Thêm vào h th ng S Th c hi n vi c c t e S Th c hi n vi c l y e Thêm th v̀o h th ng C p nh t CSDL K t th c Hình 3.13 Thu t tón u n PLC t máy tính Ch ng tr̀nh đ c m th − 1: B tđ u u tiên s kh i t o th vi n c n thi t, đ nh ngh a ćc chân Ćc c h i t o ban đ u s d ng, thi t l p chu n giao ti p N u có th S − 2: Ki m tra có th qt hay khơng, n u có th c hi n (3), n u không quay l i (2) c m th G i m th Serial Monitor − 3: Ti n h̀nh đ c mã th − 4: G i mã th Serial Monitor K t th c Hình 3.14 Ch ng tr̀nh đ c mã th Trang - 29 Ch ng tr̀nh c t xe B tđ u a camera đ n v tŕ xe v̀o 1: a camera t i v trí v̀o 2: Ch p nh v̀ nh n di n bi n s Ch p nh v̀ nh n i n i n s 3: Cho xe v̀o Cho xe v̀o K t th c H̀nh 3.15 Ch Ch ng tr̀nh c t xe ng tr̀nh l y xe − B tđ u 1: a camera đ n v trí xe bãi a camera đ n v tŕ xe i − 2: Ch p nh v̀ nh n d ng bi n s − Ch p nh v̀ nh n i n i n s 3: Ki m tra có gi ng bi n s lúc xe v̀o, n u gi ng th c Gi ng i ns hi n (5), n u không S Cho xe ra? S gi ng th c hi n (4) − 4: Có mu n cho xe ra, n u th c L y xe hi n (4), n u sai th̀ k t thúc K t th c H̀nh 3.16 Ch ng tr̀nh l y xe Trang - 30 Ch ng 4: K T QU 4.1 Mơ hình − Hồn th̀nh mơ h̀nh th i gian quy đ nh − H th ng có th ho t đ ng t đ ng v̀ b ng tay Hình 4.1 M t tr c c a mơ hình sau l p thi t b Hình 4.2 M t d i c a mô h̀nh Trang - 31 4.2 H th ng giám sát v̀ u n ✓ Giám sát WinCC Hình 4.3 Giao di n u n, giám sát bãi xe WinCC ✓ Giám sát C# Hình 4.4 Giao di n u n, giám sát bãi xe C# Trang - 32 B ng 4.1 K t qu th nghi m ch y h th ng STT S l n th nghi m S l n th c hi n Xác xu t(%) 80% 10 80% 20 16 80% Trang - 33 Ch ng 5: K T LU N V̀ KI N NGH 5.1 K t lu n Qua nh ng c g ng n l c c a b n thân, s giúp đ t n tình c a gi ng viên h ng d n c ng nh th y cô v̀ b n b̀ th i gian qua, nhóm hòn th̀nh đ tài “Thi t k thi công mô h̀nh u n, giám sát bãi đ xe ô tô t đ ng” C th đ t̀i đ t đ c nh ng n i dung sau: − H th ng có th đ a xe v̀o v̀ l y xe − Camera ch p đ c nh − Th RFID giao ti p đ c v i Adruino v̀ máy tính − Giao di n C# k t n i đ c v i PLC, nh n d ng đ l u nh m c bi n s , đ c mã th nh − Có th tính chi phí g i xe − Giao di n WinCC u n đ c h th ng v i ch đ t đ ng ch đ b ng tay ▪ Bên c nh nh ng k t qu đ t đ đ c nh th̀ h th ng khơng th tránh c nh ng sai sót: − H th ng ch y th c s ch a đ c n đinh − Nh n d ng bi n s ch a hòn tòn đúng, đôi lúc b sai ▪ Lý x y l i − Có th ch a gi i quy t tri t đ ch ng tr̀nh d n đ n s c − Thi u hi u sâu v cách l p tr̀nh PLC nên ch r m rà d n đ n ng ng tr̀nh vi t dài i đ c khó hi u 5.2 H ng ph́t tri n − Có th m r ng nhi u h n s l ng v trí g i xe Trang - 34 − S d ng nh ng thi t b khác đ làm mơ hình nh g n, th m m ti t ki m − i u ch nh ch ng tr̀nh đ có th tính ti n thơng qua th ngân hàng − Nâng c p đ h th ng có th quan u n, gím śt thông qua n tho i c ng nh web − Thêm ch c n ng đ t ch tr c thông qua tin nh n SMS ho c ng d ng Web, n tho i − G i d li u khách hàng lên giao di n Web đ ti n theo d̃i c ng nh cung c p thông tin cho phía an ninh c n thi t Có th đ a nh n di n khuôn m t v̀o đ t o nên m t h th ng tiên ti n Trang - 35 T̀I LI U THAM KH O Śch tham kh o − Nguy n V n Hi p (2014), Giáo trình cơng ngh nh n d ng b ng sóng vơ n, nhà xu t b n H Qu c Gia Tp H Chí Minh − Tr n V n Hi u (2015) T đ ng hóa PLC S7-1200 v i Tia Portal Nhà xu t b n khoa h c k thu t − Lê Chí Kiên (2014) Gío tr̀nh đo l ng c m bi n, nhà xu t b n H Qu c Gia Tp H Chí Minh − Nguy n ̀nh Lâm – Lê V n Quân (2015), Lu n v n t t nghi p Tr ng H B́ch Khoa Tp H Chí Minh, Thi t k v̀ thi cơng mơ hình bãi gi xe tơ t đ ng − V Ti n Tr̀nh – Lê V Khanh (2017), ́n t t nghi p Tr ng H S ph m K thu t Tp H Chí Minh, H th ng bãi gi xe ng d ng công ngh RFID k t h p nh n di n bi n s Website tham kh o − Ch ng tr̀nh nh n d ng bi n s xe b ng C# (Demo version) https://laptrinhvb.net/bai-viet/chuyen-de-csharp/Chuong-trinh-nhan-dang-bienso-xe-bang Csharp (Demo-version)/3a4500923205f566.html − Communication with Siemens S7 Plc with C# and S7.Net plc driver https://www.mesta-automation.com/siemens-s7-plc-c-s7-net-plc-driver/ Trang - 36 TR B NG I H C S PH M K THU T KHOA I N- I N T MỌN I N T C NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM c l p ậ T ậ H nh phúc CÔNG NGHI P- Y SINH Tp H Chí Minh, ngày 16 tháng 02 n m 2019 B NG T NG H P N I DUNG CH NH S A H tên sinh viên 1: Mai V n Th̀nh MSSV: 13141310 H tên sinh viên 2: Nguy n Thanh L c MSSV: 13141174 N i dung yêu c u ch nh s a V trí n i dung ch nh s a (N i dung yêu c u ch nh s a đ c li t kê phi u ph n bi n c a h i đ ng) ( Nêu rõ v trí trang ti n hành ch nh s a) − Tr̀nh b̀y nguyên ĺ ho t đ ng c a h th ng c̀ng v i s đ nguyên ĺ tòn m ch − B nh ng h̀nh nh không c n thi t Xác nh n c a GVHD − Ch ng 3, m c 3.2.3, trang 44 − Ch ng 4, m c 4.2.6, trang 54 Ch ký sinh viên th c hi n Ch ký sinh viên th c hi n ... bai ô xe ô tô 2.1.1 Ćc d ng bãi đ xe ô tô ph bi n hi n 2.1.2 Ph ng ́n l a ch n 2.2 Ćc c s ĺ thuy t liên quan 2.2.1 Gi i thi u v ngôn ng C môt sô công cu... quy t đ nh nghiên c u v̀ thi công đ t̀i: Thi t k v̀ thi công mô h̀nh u n, giám sát bãi gi xe ô tô t đ ng” 1.2 M C TIÊU ng d ng nh ng tính n ng v t tr i c a PLC, ćc thi t b t đ ng nh c m bi... n đ xe ćc v a h̀ c ng nh lòng l đ ng gây m t m quan ô th v̀ m t an tòn giao thơng Chính v̀ ĺ m̀ nhóm quy t đ nh nghiên c u đ t̀i Thi t k v̀ thi công mô h̀nh u n, giám sát bãi gi xe ô tô t