Luận văn tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống cẩu trục container

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG NÂNG – HẠ CỦA CẨU TRỤC CONTAINER Ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ Chuyên Ngành: TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Võ Công Phương Mã học phần: 033123 Sinh viên thực hiện: Lê Anh Dũng MSSV: 1451030091 Lớp: TD14 Trần Lê Mân MSSV: 1451030111 Lớp: TD14 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12/2018 BM-TN-05 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container MỤC LỤC MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH ẢNH LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1.1 1.2 TỔNG QUAN VỀ CẨU TRỤC NÂNG HẠ HÀNG Tổng quan cẩu trục nâng hạ hàng 1.1.1 Giới thiệu cẩu trục nâng hạ hàng 1.1.2 Kết cấu thép 12 1.1.3 Cơ cấu nâng hạ 12 1.1.4 Cơ cấu di chuyển 13 1.1.5 Tủ điện điều khiển cẩu trục 16 Giới thiệu đề tài luận văn 18 1.2.1 Tên đề tài 18 1.2.2 Mục tiêu đề tài 18 1.2.3 Giới thiệu thông số kỹ thuật chung cẩu trục container 18 KẾT LUẬN CHƯƠNG 19 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG NÂNG – HẠ HÀNG CỦA HỆ THỐNG CẨU TRỤC CONTAINER 20 2.1 Giới thiệu cấu nâng – hạ 20 2.2 Sơ đồ truyền động cấu nâng – hạ 22 2.3 Nguyên lý hoạt động 22 2.4 Các liệu ban đầu để tính tốn cấu nâng – hạ 22 2.5 Tính tốn chọn động cơ cấu nâng – hạ 23 2.6 2.5.1 Tính chọn động 23 2.5.2 Tính chọn truyền cho cấu nâng – hạ 24 2.5.3 Kiểm tra động 25 2.5.4 Tính chọn kiểm tra phanh 27 Xây dựng vẽ nguyên lý cho mơ hình hệ thống nâng – hạ 30 2.6.1 Tính tốn, lựa chọn thiết bị điện 30 2.6.2 Xây dựng vẽ nguyên lý hệ thống điện 31 2.6.3 Bản vẽ hệ thống mạng PLC S7-300, sinamic S120 Simotion D435 33 KẾT LUẬN CHƯƠNG 33 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM HỆ THỐNG NÂNG – HẠ HÀNG TỰ ĐỘNG CHO CẨU TRỤC CONTAINER 34 3.1 Danh mục thiết bị sử dụng cho mơ hình thực nghiệm 35 GVHD: PGS TS Võ Công Phương Luận văn tốt nghiệp 3.2 3.3 3.4 Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container 3.1.1 Nguồn cấp 24 VDC 35 3.1.2 PLC S7-318 35 3.1.3 Module ngõ vào/ra PLC 37 3.1.4 Module truyền thông 37 3.1.5 Simotion D435 37 3.1.6 Màn hình điều khiển HMI 38 3.1.7 Sinamic S120 39 3.1.8 Encoder Baumer Incremental HOG 10 D 1024 I 40 3.1.9 Động 41 Giới thiệu phần mềm lập trình điều khiển mơ hình thực nghiệm 42 3.2.1 Giới thiệu phần mềm Step 42 3.2.2 Giới thiệu Simotion Scout 52 3.2.3 Giới thiệu WinCC Flexible 2008 53 Sơ đồ đấu nối phần cứng 58 3.3.1 Sơ đồ đấu nối mạch động lực 59 3.3.2 Sơ đồ đấu nối mạch điều khiển 60 3.3.3 Sơ đồ mạng truyền thông 60 Giải pháp thực 61 KẾT LUẬN CHƯƠNG 63 CHƯƠNG XÂY DỰNG THUẬT TOÁN VÀ VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT VÀ AN TỒN HỆ THỐNG 64 4.1 Giải thuật 64 4.2 Lưu đồ Thuật toán 64 4.3 Cài đặt cấu hình phần cứng mơ hình thực nghiệm 66 4.3.1 Cấu hình phần cứng PLC S7-318 66 4.3.2 Cấu hình phần cứng Simotion D435 66 4.3.3 Cấu hình phần cứng biến tần, động cơ, encoder 67 4.3.4 Cấu hình phần cứng HMI 68 4.3.5 Cấu hình hình HMI giám sát, điều khiển mơ hình hệ thống nâng – hạ tự động cẩu trục container 68 4.3.6 4.4 4.5 Cấu hình truyền thơng 69 Một số đoạn chương trình mơ hình hệ thống 71 4.4.1 Chương trình Simotion điều khiển biến tần 71 4.4.2 Đoạn chương trình PLC điều khiển hệ thống nâng hạ tự động 71 Giám sát hệ thống qua hình hmi 74 GVHD: PGS TS Võ Cơng Phương Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container 4.5.1 Khi hệ thống vận hành chế độ nâng container 74 4.5.2 Khi hệ thống vận hành chế độ hạ container 75 4.6 Hiển thị cảnh báo lỗi hệ thống 76 4.7 Kết ứng dụng thực tiễn hệ thống 77 4.7.1 Kết hệ thống thực nghiệm so với yêu cầu ban đầu 77 4.7.2 Phân tích ưu, nhược điểm mơ hình hệ thống 77 4.7.3 Ứng dụng thực tiễn 77 KẾT LUẬN CHƯƠNG 78 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 GVHD: PGS TS Võ Công Phương Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cẩu trục dầm tiêu chuẩn Hình 1.2 Cẩu trục dầm tiêu chuẩn 10 Hình 1.3 Hệ thống nâng – hạ cẩu trục 11 Hình 1.4 Sơ đồ truyền động cấu nâng hạ 13 Hình 1.5 Sơ đồ truyền động cấu di chuyển cẩu trục 14 Hình 1.6 Hình thực tế cấu di chuyển cẩu trục cảng 14 Hình 1.7 Sơ đồ truyền động xe tời 15 Hình 1.8 Hình thực tế cấu di chuyển xe tời cảng 15 Hình 1.9 Hình thực tế tủ điện cẩu trục cảng 17 Hình 1.10 Hình thực tế hình giám sát tất hệ thống cẩu trục cảng 17 Hình 1.11 Phịng điều khiển lái cẩu 17 Hình 2.1 Hình thực tế cẩu trục container nâng hạ hàng 20 Hình 2.2 Hình thực tế cấu nâng hạ cảng 21 Hình 2.3 Hình thực tế cấu nâng hạ cảng 21 Hình 2.4 Sơ đồ cấu nâng 22 Hình 2.5 Bảng chọn động hàng Siemen 23 Hình 2.6 Động dẫn động 24 Hình 2.7 Loại phanh đĩa điện thủy lực thường đóng SB8.2 EB 500/60 27 Hình 2.8 Phanh BUBENZER 28 Hình 2.9 Hình ảnh thực tế cấu nâng hạ sau lắp đặt hồn thiện 30 Hình 2.10 Sơ đồ mạch Single Line cho hệ thống nâng – hạ cẩu trục 31 Hình 2.11 Bản vẽ nguyên lý cho hệ thống điều khiển cẩu thật 32 Hình 2.12 Kết nối mạng Profibus DriveCilQ 33 Hình 3.1 Các phần tử mơ hình phần cứng 34 Hình 3.2 Các phần tử mơ hình phần cứng 34 Hình 3.3 Các phần tử mơ hình phần cứng 35 Hình 3.4 Siemen PS307 35 Hình 3.5 PLC S7-318 35 Hình 3.6 Module ngõ vào/ra PLC 37 Hình 3.7 CP340 RS232 CP341-lean 37 Hình 3.8 Màn hình HMI 38 Hình 3.9 Sinamic S120 39 Hình 3.10 Encoder Baumer Incremental HOG 10 D 1024 I 40 Hình 3.11 Thơng số kỹ thuật encoder 41 GVHD: PGS TS Võ Công Phương Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container Hình 3.12 Động có gắn encoder hãng Baumer 41 Hình 3.13 Mục quản lý khối chương trình Step 42 Hình 3.14 Cửa sổ khai báo cấu hình phần cứng HW Config 43 Hình 3.15 Cửa sổ soạn thảo chương trình 43 Hình 3.16 Cửa sổ khai bảo cấu hình mạng NetPro 44 Hình 3.17 Bảng giá trị biến chương trình 46 Hình 3.18 Cửa sổ khởi động chương trình Step 47 Hình 3.19 Cửa sổ lập trình Step 48 Hình 3.20 Cửa sổ thiết lập cấu hình 48 Hình 3.21 Cửa sổ thiết lập biến 49 Hình 3.22 Cấu trúc lắp đặt CPU module 51 Hình 3.23 Tạo project 53 Hình 3.24 Cửa sổ Device selection 54 Hình 3.25 Chú thích số tùy chọn phổ biến 54 Hình 3.26 Cấu hình truyền thơng HMI với PLC 55 Hình 3.27 Chọn phương thức truyền thơng 55 Hình 3.28 Tạo biến truyền thông với PLC 55 Hình 3.29 Đặt tên cho nút nhấn 56 Hình 3.30 Lập trình cho nút nhấn 56 Hình 3.31 Lập trình cho nút nhấn 57 Hình 3.32 Tạo switch lựa chọn kiểu switch 57 Hình 3.33 Tạo đèn báo trạng thái 57 Hình 3.34 Hình ảnh thực tế sau đấu nối phần cứng 58 Hình 3.35 Mạch động lực mơ hình 59 Hình 3.36 Mạch điều khiển mơ hình 60 Hình 3.37 Sơ đồ mạng truyền thơng mơ hình 60 Hình 3.38 Vị trí đặt cảm biến quy định tầng container 61 Hình 3.39 Cảm biến laser hàng Omron để phát container tầng 61 Hình 3.40 Vị trí đặt cảm biến gù cảm biến khối lượng load cell 62 Hình 3.41 Cảm biến tiệm cận kim loại hãng Omron dùng để kiểm tra khóa gù container 62 Hình 3.42 Cảm biến load cell hàng Omron dùng để phát đo container 62 Hình 4.1 Lưu đồ thuật tốn mơ hình thực nghiệm hệ thống nâng hạ cẩu trục container 65 Hình 4.2 Cấu hình phần cứng PLC S7-318 66 Hình 4.3 Cấu hình phần cứng Simotion D435 66 Hình 4.4 Cấu hình biến tần Sinamic, động encoder 67 GVHD: PGS TS Võ Cơng Phương Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container Hình 4.5 Cấu hình phần cứng HMI 68 Hình 4.6 Màn hình khởi động mơ hình hệ thống nâng – hạ tự động 68 Hình 4.7 Màn hình điểu khiển giám sát thông số qua HMI mơ hình hệ thống nâng – hạ tự động 69 Hình 4.8 Các hình cấu hình truyền thơng PLC-Simotion 69 Hình 4.9 Cấu hình truyền thông HMI-PLC 70 Hình 4.10 Tạo biến truyền thơng với PLC 70 Hình 4.11 Chương trình Simotion điều khiển biến tần 71 Hình 4.12 Đoạn chương trình PLC điều khiển hệ thống nâng – hạ 71 Hình 4.13 Đoạn chương trình PLC điều khiển hệ thống nâng – hạ 72 Hình 4.14 Đoạn chương trình PLC điều khiển hệ thống nâng – hạ 73 Hình 4.15 Đoạn chương trình PLC điều khiển hệ thống nâng – hạ 74 Hình 4.16 Giám sát vị trí, tốc độ hệ thống nâng container tầng qua hình HMI 75 Hình 4.17 Giám sát vị trí, tốc độ hệ thống nâng container tầng qua hình HMI 75 Hình 4.18 Giám sát vị trí, tốc độ hệ thống nâng container tầng qua hình HMI 75 Hình 4.19 Giám sát vị trí, tốc độ hệ thống hạ container tầng qua hình HMI 75 Hình 4.20 Giám sát vị trí, tốc độ hệ thống hạ container tầng qua hình HMI 76 Hình 4.21 Màn hình thông báo lỗi cảm biến gù container chưa đóng chặt 76 GVHD: PGS TS Võ Cơng Phương Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container LỜI MỞ ĐẦU Nước ta thời kỳ Cơng nghiệp hố – Hiện đại hố đất nước, với tốc độ tăng trưởng kinh tế cao, đại hóa máy móc dần thay sức lao động người; Với xu hướng làm tăng suất lao động, nâng cao chất lượng sản phẩm, hạ giá thành…nền kinh tế lên giúp người tăng thu nhập; lĩnh vực kinh tế vận tải biển đóng vai trị quan trọng kinh tế quốc dân Hàng năm đóng góp lượng tài sản lớn vào ngân sách quốc gia, góp phần giải cơng ăn việc làm cho hàng triệu lao động Việt Nam Đây ngành kinh tế mũi nhọn Đảng nhà nước quan tâm đặc biệt tạo điều kiện phát triển Đồng thời cịn động lực to lớn thúc đẩy nhiều ngành công nghiệp khác phát triển ngành cơng nghiệp cán thép, khí, xây dựng… Là quốc gia với 3200 km đường bờ biển, có nhiều cảng biển phân bố từ Bắc xuống Nam Đây điều kiện thuận lợi cho ngành công nghiệp khai thác cảng biển ngành vận tải biển phát triển Đồng thời với xu phát triển ngành cơng nghiệp đóng thiết bị khai thác cảng có xu hướng chuyển dần sang nước phát triển Việt nam Các cảng biển Việt Nam giới, cần trục – cầu trục cảng có vị trí quan trọng cơng nghiệp bốc xếp hàng hố, nhóm thiết bị nâng vận chuyển lưu thơng hàng hóa xuất nhập cảng biển Công nghiệp bốc xếp vận chuyển hàng hóa bao gồm nhiều cơng đoạn bốc xếp hàng hóa từ tàu thủy lên kho bãi, lên phương tiện vận tải đường bốc xếp hàng hóa theo chiều ngược lại cho tàu thủy Trên cảng, lượng hàng hóa trung chuyển qua cảng lưu kho bãi lớn, khối lượng hàng hóa bốc xếp cảng cần trục – cần cẩu đảm nhiệm Chính mà nước ta có điều kiện to lớn để phát triển ngành cơng nghiệp đóng thiết bị cần cẩu cầu trục cho cảng biển, cảng sông, cảng cạn Song nhiều thử thách to lớn định tồn phát triển ngành cơng nghiệp đóng thiết bị khai thác cảng, vấn đề cạnh tranh quốc gia Nó địi hỏi nhà máy phải liên tục mở rộng sản suất nâng cao chất lượng, hạ giá thành đóng sửa chữa Khi đánh giá mức độ đại hóa cảng biển, phải kể đến sở hạ tầng kỹ thuật cảng luồng vào cho tàu biển, cầu cảng máy quản lý cảng Sau phải kể đến nhóm thiết bị bốc xếp hàng hóa cần trục – cần cẩu cảng Năng suất, tốc độ luân chuyển hàng hóa hàng năm cảng phụ thuộc nhiều vào số lượng trọng tải nâng chuyển cẩu trục – cần trục cảng phải đổi cơng nghệ, áp dụng tự động hóa vào q trình sản xuất Trong năm vừa qua nhiều máy móc dây truyền đại phục vụ ngành khai thác cảng nhập Tổng công ty Tân Cảng đơn vị lớn hàng đầu nước tiên phong đầu tư thiết bị, nội địa hóa ngành khai thác cảng biển Việt Nam Rất nhiều máy móc thiết bị đại Tổng Cơng Ty nhập đáng quan tâm cần cẩu có sức nâng lớn Hầu hết hệ thống sử dụng thiết bị điều khiển khả trình PLC, có khả tự động hóa tối ưu điều khiển cao GVHD: PGS TS Võ Công Phương Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container Thiết bị điều khiển khả trình PLC áp dụng rãi dây chuyền sản xuất, làm giảm giá thành cơng nghệ, giảm độ phức tạp mạch điều khiển, có khả làm việc nhiều lĩnh vực khác Tuy nhiên địi hỏi đội ngũ kĩ sư cơng nhân kỹ thuật lành nghề để vận hành, bảo quản bảo dưỡng hệ thống an toàn cho ngƣời cho thiết bị đạt suất hiệu cao Sau trình học tập trường chúng em giao đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế xây dụng mơ hình hệ thống nâng – hạ cẩu trục container” Đi sâu nghiên cứu cấu nâng hạ hàng hệ thống điện điều khiển tự động hệ thống.” Đồ án có bố cục gồm chương sau: Chương 1: Tổng quan cẩu trục nâng hạ hàng Chương 2: Tính tốn thiết kế hệ thống nâng hạ hàng cẩu trục container Chương 3: Xây dựng mơ hình thực nghiệm hệ thống nâng – hạ hàng tự động cho cẩu trục container Chương 4: Xây dựng thuật tốn viết chương trình điều khiển, giám sát an toàn hệ thống Được giúp đỡ hướng dẫn tận tình PGS TS Võ Cơng Phương Đồng chí Phạm Việt Hùng – phó trưởng phịng Kỹ Thuật – Vật Tư Tổng Cơng Ty Tân Cảng Sài Gịn, chúng em hồn thành báo cáo Chúng em xin chân thành cảm ơn! TP HCM, ngày 22 tháng 12 năm 2018 GVHD: PGS TS Võ Cơng Phương Luận văn tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CẨU TRỤC NÂNG HẠ HÀNG 1.1 TỔNG QUAN CẨU TRỤC NÂNG HẠ HÀNG 1.1.1 Giới thiệu cẩu trục nâng hạ hàng Cầu trục tiếng anh có nghĩa (Overhead crane), loại thiết bị dùng để nâng hạ – di chuyển hàng hóa nhà xưởng làm việc ngồi trời Thơng thường cầu trục thường sử dụng nhà xưởng cịn dùng ngồi trời người ta dùng Cổng trục Việc sử dụng cầu trục tiện lợi hiệu cao công việc, bơc xếp hàng hóa, vật nặng cồng kềnh sắt, thép nhà máy thép Nó có sức nâng lớn lên đến 500 tấn, độ lớn Được vận hành chủ yếu động điện nên sử dụng rộng rãi nhà máy công nghiệp, nhà máy thép, thủy điện, dân dụng… Hiện phân làm loại:  Theo kết cấu gồm:  Cẩu trục dầm tiêu chuẩn Hình 1.1 Cẩu trục dầm tiêu chuẩn  Cẩu trục dầm tiêu chuẩn GVHD: PGS TS Võ Công Phương Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container 4.3 CÀI ĐẶT CẤU HÌNH PHẦN CỨNG MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM 4.3.1 Cấu hình phần cứng PLC S7-318 Hình 4.2 Cấu hình phần cứng PLC S7-318 4.3.2 Cấu hình phần cứng Simotion D435 Hình 4.3 Cấu hình phần cứng Simotion D435 GVHD: PGS TS Võ Cơng Phương 66 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container 4.3.3 Cấu hình phần cứng biến tần, động cơ, encoder Hình 4.4 Cấu hình biến tần Sinamic, động encoder GVHD: PGS TS Võ Cơng Phương 67 Luận văn tốt nghiệp Tính toán, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container 4.3.4 Cấu hình phần cứng HMI Hình 4.5 Cấu hình phần cứng HMI 4.3.5 Cấu hình hình HMI giám sát, điều khiển mơ hình hệ thống nâng – hạ tự động cẩu trục container Hình 4.6 Màn hình khởi động mơ hình hệ thống nâng – hạ tự động GVHD: PGS TS Võ Cơng Phương 68 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container Hình 4.7 Màn hình điểu khiển giám sát thơng số qua HMI mơ hình hệ thống nâng – hạ tự động 4.3.6 Cấu hình truyền thơng 4.3.6.1 Cấu hình truyền thơng PLC – Simotion qua profibus Hình 4.8 Các hình cấu hình truyền thơng PLC-Simotion GVHD: PGS TS Võ Cơng Phương 69 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container 4.3.6.2 Cấu hình truyền thơng HMI-PLC qua Elthernet Hình 4.9 Cấu hình truyền thơng HMI-PLC Hình 4.10 Tạo biến truyền thơng với PLC GVHD: PGS TS Võ Công Phương 70 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container 4.4 MỘT SỐ ĐOẠN CHƯƠNG TRÌNH CỦA MƠ HÌNH HỆ THỐNG 4.4.1 Chương trình Simotion điều khiển biến tần Hình 4.11 Chương trình Simotion điều khiển biến tần 4.4.2 Đoạn chương trình PLC điều khiển hệ thống nâng hạ tự động Hình 4.12 Đoạn chương trình PLC điều khiển hệ thống nâng – hạ GVHD: PGS TS Võ Công Phương 71 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container Hình 4.13 Đoạn chương trình PLC điều khiển hệ thống nâng – hạ GVHD: PGS TS Võ Cơng Phương 72 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container Hình 4.14 Đoạn chương trình PLC điều khiển hệ thống nâng – hạ GVHD: PGS TS Võ Công Phương 73 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container Hình 4.15 Đoạn chương trình PLC điều khiển hệ thống nâng – hạ 4.5 GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUA MÀN HÌNH HMI 4.5.1 Khi hệ thống vận hành chế độ nâng container  Nâng container tầng 1: GVHD: PGS TS Võ Cơng Phương 74 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container Hình 4.16 Giám sát vị trí, tốc độ hệ thống nâng container tầng qua hình HMI  Nâng container tầng 2: Hình 4.17 Giám sát vị trí, tốc độ hệ thống nâng container tầng qua hình HMI  Nâng container tầng 3: Hình 4.18 Giám sát vị trí, tốc độ hệ thống nâng container tầng qua hình HMI 4.5.2 Khi hệ thống vận hành chế độ hạ container  Hạ container tầng 3: Hình 4.19 Giám sát vị trí, tốc độ hệ thống hạ container tầng qua hình HMI GVHD: PGS TS Võ Cơng Phương 75 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container  Nâng container tầng 2: Hình: Giám sát vị trí, tốc độ hệ thống hạ container tầng qua hình HMI  Nâng container tầng 1: Hình 4.20 Giám sát vị trí, tốc độ hệ thống hạ container tầng qua hình HMI 4.6 HIỂN THỊ CÁC CẢNH BÁO LỖI CỦA HỆ THỐNG Hình 4.21 Màn hình thơng báo lỗi cảm biến gù container chưa đóng chặt GVHD: PGS TS Võ Cơng Phương 76 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container 4.7 KẾT QUẢ VÀ ỨNG DỤNG THỰC TIỄN CỦA HỆ THỐNG 4.7.1 Kết hệ thống thực nghiệm so với yêu cầu ban đầu STT Tiêu chí đánh giá Kết đạt Kết nâng – hạ tự động theo vị trí, tốc độ trả với thông số cài đặt Đạt so với yêu cầu Kết phân tích lỗi giả định hệ thống nâng hạ Đạt so với yêu cầu Kết giám sát hình HMI Đạt so với yêu cầu Kết độ ổn định hệ thống Đạt so với yêu cầu Kết độ ổn định hình HMI điều khiển Chưa đạt so với yêu cầu 4.7.2 Phân tích ưu, nhược điểm mơ hình hệ thống 4.7.2.1 Ưu điểm  Hệ thống tự động hoạt động tương đối ổn định  Hệ thống có độ xác cao đạt vị trí vận tốc mong muốn  Hệ thống thay tay trang lái cẩu, giảm rủi ro lao động thủ công gây  Hệ thống vận hành đạt tốc độ tối ưu, tối ưu đồng thời gian khai thác hàng cảng so với hiển 4.7.2.2 Nhược điểm  Màn hình giám sát điều khiển HMI hoạt động chưa ổn định  Cảm biến phải giả lập hình nên chưa thể mơ cấu nâng hạ theo thực tế  Động hoạt động chưa mượt thông số trả đọc hệ thống chưa tối ưu 4.7.3 Ứng dụng thực tiễn  Qua kết thu mơ hình hệ thống nâng – hạ hàng tự động trên, hệ thống phát triển đưa vào ứng dụng thực tế tăng hệ số kỹ thuật ngành khai thác cảng biển  Do tính xác, độ ổn định cao hệ thống thay lao động thủ công để khai thác hàng cảng biển tốt Hệ thống giảm thiểu rủi ro lao động thủ công gây (sơ suất trình làm hàng lỗi lái cẩu nhân viên cảng) GVHD: PGS TS Võ Cơng Phương 77 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container  Hệ thống nâng – hạ hàng tự động dễ dễ dàng đưa khung chụp vào vị trí mong muốn nên cẩu trục loại bỏ phận Trim, Skew, phận hỗ trợ gắp container để giảm chi phí sản suất, giảm giá thành sản phẩm để cạnh tranh Khi gắp hàng hệ thống tự động thu vị trí setpoint giúp tránh va chạm container di chuyển cẩu lái cẩu sơ ý quên thu khung chụp di chuyển cẩu  Ngoài hệ thống cịn có hệ thống báo lỗi dừng động chỗ điểm gù chưa vào chốt tránh rớt container đưa lên cao Dựa đặc điểm tối ưu hệ thống nâng – hạ hàng tự động so với hệ thống thực cẩu trục nhóm sinh viên chúng em nhận thấy giải pháp thiết thực đóng vai trị lớn nghiệp tự động hóa ngành khai thác dịch vụ cảng biển tương lai KẾT LUẬN CHƯƠNG Với giải pháp chúng em đề chương 3, chúng em đưa giải thuật, sơ đồ thuật toán cho giải pháp Để truyền thông thiết bị, chúng em phải tiến hành cấu hình phần cứng cho thiết bị Sau lập trình hệ thống nâng hạ tự động để đáp ứng giải thuật sơ đồ thuật toán đề Cuối cùng, chúng em giám sát mơ hình qua hình HMI thơng số thu phần mềm để đưa kết luận cho hệ thống Tuy mơ hình so với thực tế có số ưu điểm đồng thời cịn tồn đọng vài nhược điểm nêu Nhưng chúng em nghĩ tiền đề góp phần khơng nhỏ vô công nghiệp 4.0 GVHD: PGS TS Võ Cơng Phương 78 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Qua thời gian nghiên cứu, xây dựng thực đồ án hoàn thành Bằng nổ lực, cố gắng thân phân chia kế hoạch làm việc hợp lý, chặt chẽ với hướng dẫn nhiệt tình Thầy Võ Cơng Phương Đồng Chí Phạm Việt Hùng, chúng em đạt kết sau:  Nắm kiến thức cấu nâng hạ hàng hệ thống cẩu trục container  Xây dụng thành cơng mơ hình thực nghiệm hệ thống nâng hạ  Tìm hiểu, nghiên cứu nhiều thiết bị tự động  Hiểu thêm nguyên lý hoạt động hệ thống cấu trục  Xây dựng thành cơng chương trình điều khiển giám sát hệ thống Tuy có nhiều cố gắng, q trình thực số hạn chế:  Xét mặt thực tế mơ hình cần thêm nhiều chi phí để phát triển mơ hình khí từ thu lại đánh giá kết tốt Vì thời gian thực đề tài lượng kiến thức hạn chế nên đề tài thực xong đáp ứng phần nhỏ hệ thống hoàn chỉnh Để đề tài hoàn chỉnh, mang tính thực tế có khả ứng dụng cao hơn, phát triển đề tài thêm số chi tiết sau:  Thiết kế phần khí cho hệ thống  Xây dựng hệ thống cẩu không người lái, giám sát điều khiển từ xa thông qua máy chủ Hy vọng vớnhững hướng phát triển trên, ý tưởng góp ý thầy cơ, chúng em phát triển đề tài, khắc phục hạn chế đề tài để trở nên phong phú hơn, mang tính ứng dụng cao sống, phục vụ cho cơng việc sản xuất, lợi ích người tương lai GVHD: PGS TS Võ Công Phương 79 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN – 4244:2005 [2] Nguyễn Thị Phương Hà (2007), Lý thuyết điều khiển đại Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP.HCM [3] Huỳnh Thái Hoàng (2006), Lý thuyết điều khiển thông minh Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP.HCM [4] Electric Motors and Control Systems – Frank D.Petruzella [5] SIEMENS-SIMOTION SCOUT Configuration Manual, 03.2006 Edition [6] SIEMENS-SIMOTION MCC Motion Control Chart [7] SIEMENS-SINAMIC S120 Commissioning Manual, (IH1), 10/2008 [8] SIEMENS-SIMATIC HMI WINCC FLEXIBLE 2008 [9] Kalmar: https://www.kalmarglobal.com/equipment/automated-stacking-cranes/ [10] ASC+ Introduction video: https://youtu.be/HHzT1VRaviA [11] Kalmar automatic stacking cranes (ASCs) at HHLA, Hamburg: https://youtu.be/PTVPwow1t-o [12] Automatic Stacking Cranes: https://youtu.be/8E0-EUdtDF8 [13] Kalmar ASC system in operation at TraPac, Los Angeles: https://youtu.be/0CdkS9rq5ik [14] Kalmar automated straddle carriers at TraPac, Los Angeles: https://youtu.be/lpmqllKyBSQ [15] Youtube Kalmar Global: https://www.youtube.com/watch?v=XkHOi6Omfig&list=PLmOfLTcuQPcMCsUWOyjsIbi_vlk9I1Ao&fbclid=IwAHt5oyuk4wPi3bXr2gZcVYepeipjq37JK9J4 qbh2CCPSEWY5kCqQhu5yRJV GVHD: PGS TS Võ Công Phương 80 ... pháp tốt để nâng cao hệ số an toàn cho hệ thống cẩu trục container GVHD: PGS TS Võ Công Phương 19 Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ... Phương Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CẨU TRỤC NÂNG HẠ HÀNG 1.1 TỔNG QUAN CẨU TRỤC NÂNG HẠ HÀNG 1.1.1 Giới thiệu cẩu trục nâng hạ hàng Cầu trục. .. khiển hệ thống nâng hạ tự động 71 Giám sát hệ thống qua hình hmi 74 GVHD: PGS TS Võ Công Phương Luận văn tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế hệ thống Cẩu trục Container 4.5.1 Khi hệ thống