Nội dung đề tài gồm : Chương 1 : Tổng quan về hệ thống rửa xe tự động Chương 2: Tổng quan về PLC S71200 và phần mềm lập trình, thiết kế giao diện TIA V14. Chương 3 : Thiết kế chương trình điều khiển và giao diện giám sát. Chương 4 : Kết quả đạt được và kết luận
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THƠNG KHOA CƠNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HĨA ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG Sinh viên thực : Nguyễn Như Thanh Phong Lớp : TĐH-K15A Giáo viên hướng dẫn : TS Lê Văn Chung LỜI NÓI ĐẦU Hiện số lượng phương tiện giao thông mà cụ thể ô tô xe máy ngày tăng cao theo năm Chính mà nhu cầu phun rửa ngày lớn đặc biệt thành phố với mật độ dân cư đơng đúc Do đó, tiệm rửa xe có quy mô lớn với tần suất xe vào cao lựa chọn đầu tư vào hệ thống rửa xe tơ thơng minh để đáp ứng nhu cầu làm xe khách hàng Hệ thống gồm có loại máy móc khác giúp rút ngắn q trình xịt rửa xe xuống cịn – 10 phút thay 20 – 30 phút trình rửa xe máy rửa xe cáo áp thông thường Đối với vị khách bận bịu, bị giới hạn thời gian lựa chọn hợp lý Mỗi hệ thống phun rửa thông minh cần từ – người để vận hành, kiểm soát xử lý cố phát sinh đủ Nhờ mà chi phí cho việc th nhân cơng giảm đáng kể Vì vậy, nhà đầu tư muốn mở rộng kinh doanh, tăng tính chuyên nghiệp cửa hàng, nâng cao hiệu suất làm việc tiết kiệm chi phí vận hành quan tâm tới việc trang bị hệ thống rửa xe tự động Sự chuyên nghiệp, tiện lợi đặc tính “mới lạ” ln thu hút khách hàng Nhờ mà hệ thống rửa xe ô tô thông minh thu hút đông đảo khách hàng, dễ thu hồi vốn, nhanh chóng mang lại lợi nhuận Vì nhóm em lựa chọn đề tài : “Thiết kế hệ thống giám sát rửa xe tự động” làm đề tài báo cáo môn học Trong thời gian thực đề tài nhóm em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo TS Lê Văn Chung thầy cô giáo khoa để em thực tốt đề tài Tuy nhiên kiến thức, kinh nghiệm chưa hồn chỉnh nên cịn có số thiếu sót q trình thực đề tài , mong bảo, đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn đọc quan tâm đề tài Em xin chân thành cảm ơn! Nội dung đề tài gồm : Chương : Tổng quan hệ thống rửa xe tự động Chương 2: Tổng quan PLC S7-1200 phần mềm lập trình, thiết kế giao diện TIA V14 Chương : Thiết kế chương trình điều khiển giao diện giám sát Chương : Kết đạt kết luận Thái Nguyên, tháng 10 năm 2020 Chương I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG Dây chuyền rửa xe tự động gì? Dây chuyền máy rửa xe tự động loại hình khác với rửa xe truyền thống, khơng cần sử dụng sức người Ở dây chuyền hoạt động công đoạn rửa xe từ xịt nước, phun bọt tuyết, đánh rửa, xì khơ máy móc thực Vì thế, không cần dùng đến nhiều nhân lực, tiệm cần 1-2 nhân lực kiểm sốt q trình vận hành dây chuyền, xử lý có cố Rửa xe hệ thống tự động, thời gian rửa xe rút ngắn nhiều lần so với việc xịt rửa thông thường Mở tiệm rửa xe tự động, ứng dụng công nghệ vào không giúp khách hàng cảm nhận tính tiện lợi, nhanh chóng mà cịn giúp tiệm rửa xe thu hút nhiều khách hàng hơn, hoạt động rửa xe diễn liên tục, nâng cao hiệu kinh doanh Hình 1.1: Dây chuyền rửa xe tự động Ưu điểm hệ thống rửa xe tự động: Hiệu suất lao động cao So với hình thức truyền thống, cơng đoạn rửa xe từ việc rửa bọt tuyết, xịt rửa… đểu sử dụng sức người, tốn tối thiểu 20 phút xong xe Cịn rửa xe tự động không tốn sức người mà thời gian khoảng – phút/ xe Đảm bảo chất lượng an toàn cho xe Sử dụng máy rửa xe tự động chất lượng rửa xe đồng đều, đảm bảo Khắc phục số yếu điểm so với phương pháp truyền thống nhân công, thời gian, thời tiết… Tiết kiệm chi phí nhân lực Ứng dụng máy rửa xe tự động, tiệm rửa xe tiết kiệm chi phí thuê nhân lực hàng tháng Thời gian rửa xe nhanh chóng, tiết kiệm điện, tiết kiệm nước Các thiết bị hệ thống: 2.1 Áp- tơ- mát: Áp-tơ-mát, cịn gọi máy ngẳt tự động hay CB, loại khí cụ điện dùng để ngắt tự động mạch điện chiều xoay chiêu xảy tải, ngắn mạch, sụt áp, Chúng dùng để đóng ngắt khơng thường xuyên mạch đỉện điều kiện làm việc bình thường Áp-tô-mát dùng thiết bị điện xoay chiều có điện áp tới 500V, thiết bị điện chiều điện áp tới 3300V Trong năm gần đây, thiết bị điện máy công cụ sử dụng rộng rãi loại khí cụ này, đảm bảo độ xác cao vê dịng điện điện áp cần ngắt, đồng thời thay chức cầu dao vả cầu chảy để bảo vệ đóng ngắt mạch điện Hình 1.2: Cấu tạo áp tô mát Sơ đồ áp to mát 1:Nam châm 6:Tiếp điểm 2:Nắp 3:Then 4:Đòn 5:Lò xo 2.2 Cầu chì: Cầu chì khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị điện lưới điện có cố tải hay ngắn mạch xảy ra, cấu tạo cầu chảy gồm vỏ, nắp dây chảy Trong đó, dâỵ chảy đóng vai trị quan trọng cầu chì Dây chảy thường làm chất liệu có độ nóng chảy thấp chì, kẽm, đơng, Tùy theo điều kiện làm việc dịng điện mạch lớn hay nhỏ mà dây chảy làm vật liệu có nhiệt độ nóng chảy cao thiết dỉện phù hợp Hình 1.3: Đặc tính dây chảy cầu chì Dịng điện qua dây chảy lớn, thời gian chảy đứt nhỏ, đường cong đường đặc tính đối tượng cần bảo vệ Để cầu chì bảo vệ đối tượng đường cong phải nằm đặc tính đường cong 2.3.Rơ le nhiệt: Rơ le nhiệt loại khí cụ điện làm việc sở tác dụng nhiệt dịng điện Phần tử cảm nhiệt dùng nhiều loại khác thường dùng thiết bị điện kim loại kép có hệ số nở nhiệt khác Các kim loại thường làm từ hai kim loại ghép lại với phương pháp hàn cán nóng Hai kim loại có hệ số nở nhiệt khác thường dùng đồng thau inva Khi bị nung nóng, kim loại kép bị uốn cong phía kim loại có hệ số nở nhiệt bé Hình 1.4: Sơ đồ rơ le nhiệt 1:Bộ làm nóng 2:Tấm kim loại kép 3:Cần 4:Tay đòn 5:Tiếp điểm 6:Cần gạt 2.4 Cơng tắc tơ: Cơng tắc tơ loại khí cụ điện điều khiển xa dùng để đóng mở thường xuyên mạch điện động lực Hình 1.5: Sơ đồ kết cấu contactor Khi cấp nguồn điện cho công tắc tơ, cuộn dây điện từ từ hóa lõi sắt thành nam châm điện hút phần ứng di động Phần ứng di động lên phía mang tiếp điểm di động di chuyển tiếp xúc với tiếp điểm cố định làm đóng mạch điện dịng điện từ Li sang Ti lò xo tác dụng ép chặt tiếp điểm vào Khi cấp nguồn điện cho công tắc tơ, cuộn dây điện từ nguồn, phần ứng trở vị trí cũ mang tiếp điểm động trở vị trí ban đầu, ngắt điện chạy từ Li sang Ti 2.5 Khởi động từ: Hình 1.6: Khởi động từ Khởi động từ loại khí cụ điện dùng để điều khiển động công suất vừa nhỏ Bộ phận chủ yếu khởi động từ công tắc tơ xoay chiều Có khối tiếp điểm liên động lắp chung hộp Điều khiển xa thực nút ấn Phần lớn khởi động từ có lắp thêm rơ le nhiệt để bảo vệ động khỏi tải Theo tiêu chuẩn rơ le nhiệt phải ngắt mạch điện dòng điện 1, lần dòng điện định mức chạy qua thời gian 20 phút 2.6 PLC: PLC giải pháp để thay cho hệ thống điều khiển rơle phức tạp Hệ điều khiển PLC đáp ứng yêu cầu: - Lập trình đơn giản; Có thể thay đổi điều khiển cách thay đổi chương trình mà khơng cần phải (đấu) dây lại; - Nhỏ gọn, rẻ tin cậy hệ thống điều khiển rơle; - Bảo trì dễ dàng, chi phí thấp Nhiệm vụ yếu PLC liên kết thay đổi tín hiệu đầu vào chương trình lập trình trước, kết xử lý theo chương trình “True” phát sinh tín hiệu điều khiển ngõ Hoạt động PLC dựa sở đại số Boolean nhận biết cách xác lựa hai tình trạng định nghĩa trước biến số Chức làm nên tên cho thiêt bị PLC điều khiển logic lập trình được, nghĩa cách phản ứng tín hiệu vào phát tín hiệu PLC tương tự việc điều khiển đóng/mở van khí nén rơle điện từ, chương trình điều khiển lưu trữ nhớ điện tử PLC Tuy nhiên, PLC ngày có nhiều chức hơn: chức định (Timer) đếm (Counter), thiết lập làm nhớ (Set, Reset), hàm tính tốn tốn học, Bên cạnh tín hiệu nhị phân, PLC bổ sung thêm tính nhận biết xử lý tín hiệu tương tự (analog) Hiện PLC có nhiều ứng dụng cơng nghệ tự động hệ thống mạng PLC, mạng truyền thông công nghiệp hệ thống giám sát PLC định nghĩa: “Một hệ điện tử hoạt động số, thiết kế để sử dụng môi trường công nghiệp, sử dụng nhớ lập trình để lưu trữ thị lệnh định hướng người sử dụng nhằm thực thi chức xác lập như: logic, tuần tự, định thì, đếm số học, để điều khiển loại máy móc khác hay q trình thơng qua tín hiệu vào dạng số hay tương tự Máy tính (PC) thiết bị ngoại vi liên quan thiết kế để tích hợp dễ dàng vào hệ thống điều khiển công nghiệp dễ dàng sử dụng tất chức dự định” Hình 1.7: PLC S7-1200 CPU 1211C AC/DC/RLY CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIAO DIỆN GIÁM SÁT 3.1 Yêu cầu công nghệ thiết kế Phần cứng PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC Phần Mềm PC Cài sẵn phần mềm hỗ trợ lập trình S7-1200 ( TIA Portal V14 - cao hơn) phần mềm thiết kế giao diện giám sát hệ thống WinCC 3.1.1 Sơ đồ khối hệ thống: Chương trình soạn thảo (Code) Khối xử lý trung tâm Khối chấp hành Khối giám sát Hình3.1: Sơ đồ khối hệ thống a Chương trình soạn thảo Là chương trình(code) soạn thảo phần mền hỗ trợ lập trình PLC S7-1200 TIA Portal nạp xuống khối xử lý trung tâm b Khối sử lý trung tâm Gồm có PLC S7-1200 CPU 1211C AC/DC/RLY để điều khiển vận hành toàn hệ thống c Khối giám sát Là khối chứa giao diện thiết kế WinCC để giám sát 3.1.2 Cấu hình PLC Cấu hình cho thiết bị cách chèn CPU vào đự án Việc lựa chọn CPU từ hộp thoại “Add new device” tạo đỡ (rack) CPU Hộp thoại “Add new device” chọn hình Tìm kiếm thiết bị 3.2 Giao diện thiết kế 3.2.1 Chương trình Gồm có khối : • Khối OB1: khối chứa chương trình Các lệnh sử dụng khối là: Các tiếp điểm ladder (LAD) 3.2.2 Giao diện WinCC Giao diện thiết kế 3.2.3 Chương trình PLC : Hình3.2: Hình3.3: Hình3.4: Hình3.5: Hình3.6: Hình3.7: Hình3.8: 3.3 Sơ đồ nối dây với thiết bị: Hình 3.9: Mạch điều khiển Hình 3.10: Mạch động lực CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ KẾT LUẬN Kết giao diện giám sát điều khiển Trong trình làm đề tài, sinh viên rút nhiều kinh nghiệm để tạo mơ hình hồn thiện như: đầu tư thời gian, hiểu biết linh kiện thiết kế giao diện mô WinCC, Nhận xét đánh giá: Giao diện lý trực quan, dễ giám sát sử dụng thuận tiện việc giám sát điều khiển hệ thống PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN Một số hướng phát triển để hồn thiện đề tài: • Kết nối Web Server giám sát thơng số • Thiết kế giao diện Web để quản lý hệ thống từ xa TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://www.facebook.com/groups/aetudonghoa/ [2] https://cuahangvattu.com/he-thong-scada ... QUAN VỀ HỆ THỐNG Dây chuyền rửa xe tự động gì? Dây chuyền máy rửa xe tự động loại hình khác với rửa xe truyền thống, không cần sử dụng sức người Ở dây chuyền hoạt động công đoạn rửa xe từ xịt... doanh Hình 1.1: Dây chuyền rửa xe tự động Ưu điểm hệ thống rửa xe tự động: Hiệu suất lao động cao So với hình thức truyền thống, cơng đoạn rửa xe từ việc rửa bọt tuyết, xịt rửa? ?? đểu sử dụng sức người,...TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG KHOA CƠNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HĨA ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG Sinh viên thực : Nguyễn