CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Thi công mô hình
Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu thì em đưa ra được phương án thiết kế và thi công mô hình: “bãi đỗ xe thông minh”.
Hình 3.1 sơ đồ vị trí và độ cao nâng hạ thang
Do động cơ quay với tốc độ không đổi n=35 vòng/phút, mỗi vòng có 12 răng tương ứng với 12 mắt xích, 12 mắt xích dài l=75mm, nên từ đó ta có thể tính được thời gian động cơ 2 nâng thang lên các vị trí mà ta mong muốn trên sơ đồ vị trí.
Vận tốc nâng hạ thang:
v=n . l=35 x 75
36
Thời gian nâng thang lên độ cao 50mm
t = vs = 43,7550
1,1(s)
Thời gian nâng thang lên độ cao 92mm.
t = vs = 43,7592
2,1(s)
Thời gian nâng thang lên độ cao 192mm.
t = vs = 43,75192
4,4 ( s)
Thời gian nâng thang lên độ cao 240mm.
t = vs = 43,75240 5,5(s) (Công thức 3.2) (Công thức 3.3) (Công thức 3.4) (Công thức 3.5)
Từ đó ta có sơ đồ vị trí và thời gian nâng hạ của thang nâng tính từ vị trí ban đầu.
37
Hình 3.3 hình ảnh mô hình hoàn chỉnh.
3.1.1. Khung để xe
Hình 3.4 các ô giữ xe.
Từ những yêu cầu về thẩm mỹ, chính xác và độ bền cơ học em đã đưa ra phương án thiết kế như sau:
-Khung để xe có kích thước:1000x500x700mm -Ô để xe có kích thước:125X125mm
-Khung để xe được làm từ ống thép hộp mạ kẽm.
38
3.1.2. Hệ thống thang nâng
Hình 3.5 hệ thống thang nâng.
Hệ thống thang nâng gồm 3 động cơ 24VDC điều khiển giúp hệ thống dễ dàng di chuyển sang trái sang phải cũng như nâng hạ theo từng yêu cầu của bài toán.
-Động cơ 1: động cơ trục z đưa thang di chuyển sang trái sang phải giữa các khoang giữa xe.
-Động cơ 2: động cơ trục x đưa thang di chuyển lên xuống giữa các tầng giữ xe.
-Động cơ 3: động cơ trục y đưa thanh nâng ra, vào giúp nâng lên hạ xuống xe tại các ô.
3.1.3. Phần điều khiển
-phần điều khiển: Tủ điều khiển là nơi điều khiển mọi hoạt động của mô hình. Trên tủ có gắn plc, các rơ le, …
39
Hình 3.6 Các thiết bị bên trong tủ điều khiển.
Hình 3.7 cánh tủ điều khiển.
40
3.2. Bảng phân công tín hiệu PLC và lưu đồ thuật toán điều khiển 3.2.1 Bảng phân công tín hiệu PLC
Bảng 3.1 Bảng địa chỉ vào số cho PLC
TT Địa chỉ 1 I0.0 2 I0.1 3 I0.2 4 I0.3 5 I0.4 6 I0.5 7 I0.6 8 I0.7 9 I1.0 10 I1.1 11 I1.2 12 I1.3 13 I1.4 14 I1.5 15 I8.0 16 I8.1 17 I8.2 18 I8.3 19 I8.4 20 I8.5 21 I8.6 22 I8.7 23 I9.0 24 I9.1 25 I9.2 26 I9.3 26 I9.7 1 Q0.0 2 Q0.1 3 Q0.2 4 Q0.3 5 Q0.5
6
3.2.2.
Q0.6 DCZ2
Lưu đồ thuật toán điều khiển
Lưu đồ điều khiển quá trình gửi xe tự động.
Hình 3.8 Lưu đồ gửi xe vào ô B1
42
Hình 3.9 Lưu đồ gửi xe vào ô B2
43
Hình 3.10 Lưu đồ gửi xe vào ô B3.
44
Hình 3.11 Lưu đồ gửi xe vào ô B4.
45
Hình 3.12 Lưu đồ gửi xe vào ô B5.
46
Hình 3.13 Lưu đồ gửi xe vào ô B6.
47
3.3. Mạch điều khiển PLC
3.3.1. mạch điều khiển cpu PLC
Biểu thị vị trí đấu nối của các chân tín hiệu trên cpu của plc s7-1200
hình 3.14 Mạch điều khiển cpu plc s7-1200
48
3.3.2. mạch điều khiển modul mở rộng
Biểu thị các vị trí đầu nối trên module mở rộng
Hình 3.15 Mạch điều khiển module mở rộng plc.
49
3.4. Sơ đồ mạch lực
Mạch động lực của các động cơ các trục là gần như nhau chỉ khác nhau về vị trí các cầu đấu điều khiển.
Hình 3.16 Mạch động lực động cơ trục X
Hình 3.17 Mạch động lực động cơ trục Y.
Hình 3.18 Mạch động lực động cơ trục Z
50
Trên mạch động lực của động cơ, mỗi động cơ được nối với 2 cặp tiếp điểm của role trung gian có tác dụng để đảo chiều dòng điện vào động cơ nhằm đảo chiều quay thuận nghịch cho động cơ theo mong muốn của từng phần trong bài toán điều khiển.
3.5. Vận hành và khảo nghiệm
Tiến hành hoàn thiện và chạy thử mô hình và đánh giá các lần chạy thử với nhau.
3.5.1. Tủ điều khiển
Hình 3.19 tủ điều khiển sau khi hoàn thành.
Tiến hành đấu nối dây vào các thiết bị điều khiển với nhau và với nguồn cũng như mạch lực.
51
3.5.2. Khảo nghiệm mô hình
Tiến hành chạy thử mô hình.
-Ấn start chọn chế độ muốn điều khiển và bắt đầu khảo nghiệm.
Ban đầu hệ thống thang nâng sẽ ở vị trí chờ ta coi đó là gốc tọa độ 0. Hệ thống nâng hạ ở vị trí thấp nhất, thanh nâng được kéo hết ra ngoài.
Khi có xe vào thì hệ thống bắt đầu khiểm tra xem vị trí được chọn hay còn vị trí nào trống hay không để tiến hành các lệnh tiếp theo.
Hình 3.20 hệ thống thang nâng cùng xe được hạ xuống vị trí thấp nhất.
Hình 3.21 hệ thống đang di chuyển trên day đến vị trí ô cần để.
52
Hình 3.22 Xe đang được nâng lên vị trí cần ô đã định.
Hình 3.23 Xe đang được đặt vào ô đã chọn.
Hình 3.24 Thang nâng được hạ xuống sau khi cất xe.
53
Hình 3.25 Xe đang được lấy khỏi ô số 4.
Hình 3.26 Hệ thống đang mang xe ra trả.
Hình 3.27 Hệ thống đang nâng lên trả xe.
54
3.5.4 Kết quả thử nghiệm
Bảng 3.3. Kết quả của các lần chạy thử mô hình bãi đỗ xe.
Số lần Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Lần6 Lần7 Lần 8 Lần 9 Lần 10 55
3.5.5. Hoạch toán
Hoạch toán chi phí các thiết bị dùng trong bãi đỗ xe thông minh.
Bảng 3.4 Danh mục vật tư
TT Tên thiết bị
1 Nhông 12 răng cho sên cam
2 Xích cam
3 Động cơ giảm tốc 35QG1-24- 150
4 Nút nhấn
5 Nguồn tổ Ong 24V-2A
6 công tắc chuyển mạch
7 Ray nhôm đỡ Puly
8 Puly bánh xe Modul CPU PLC S7-1200 9 1214C AC/DC/Relay (6ES7 214-1BG40-0XB0) Modul mở rộng 6ES7 223- 10 1PL32-0XB0 (DI 16x24VDC/DQ 16xRelay) 11 dây điện mềm 1 lõi 0.25mm 12 rơ le trung gian 24VDC
13 công tắc giới hạn 14 Vỏ tủ điện 400x300x150H 15 tấm nhựa Alu 16 Ray trượt 30cm 17 Nhôm hình V20x20mm 18 Thép hộp mạ kẽm 20x20cm 19 Thép hộp mạ kẽm 16x16cm 20 Các chi phí khác Tổng
56
3.6. Kết quả
Sau thời gian tìm hiểu và nghiên cứu thiết kế thi công mô hình hệ thống nâng hạ phục vụ các bãi giữ xe ô tô tự động, tùy gặp không ít khó khăn, trở ngại khi thực hiện đề tài nhưng nhờ có sự hỗ trợ giúp đỡ của thầy cô bộ môn nên em đã đạt được những kết quả khả quan đó cũng là động lực để em hoàn thiện đề tài tốt hơn như:
– Cơ khí đã đáp ứng được như yêu cầu đề tài.
– Phần điện hoạt động ổn định.
– Lập trình hoàn thiện.
– Nhìn chung mô hình tự động đã làm việc khá ổn định phù hợp với yêu cầu nhiệm vụ đưa ra.
3.7. Hạn chế và hướng khắc phục
Tuy có những kết quả khả quan bước đầu nhưng không ít những thiếu sót dần được hiện ra qua thời gian nhóm thực hiện đề tài:
– Các cơ cấu hoạt động chưa thật sự chính xác tuyệt đối.
– Giải pháp đưa ra chưa thật sự là tối ưu.
– Phát triển thêm hệ thống thẻ từ (RFID) để dễ dàng quản lý cũng như bảo mật thông tin khách hàng.
Những thiếu sót trên được em tập trung xử lý để tìm ra nguyên nhân từ đó đưa ra các biện pháp khắc phục .
Về cơ khí các cơ cấu hoạt động đã được em không ngừng tìm hiểu sửa đổi các cơ cấu sau cho làm việc được ổn định nhất, phù hợp với yêu cầu của đề tài nhưng vẫn đảm bảo về tính thẩm mỹ của mô hình.
Về điện tử điều chỉnh, thay thế các cảm biến từ chưa được hợp lý bằng các công tắc giới hạn hành trình nhằm giúp cho cơ cấu làm việc đúng với yêu cầu.
Lập trình chỉnh sửa, nâng cấp tầm hoạt động của mô hình.
57
Nhìn chung những mặt hạn chế trên đã khắc phục được trong thời gian thực hiện đề tài với sự hướng dẫn của Thầy và đồng thời có sự hỗ trợ của các bạn. Càng gặp nhiều khó khăn khi thực hiện đề tài, chúng em càng học hỏi được nhiều và đó cũng là những kinh nghiệm quý báu trước khi chúng em ra trường.
3.8. Hướng phát triển
Như đã trình bày do sự hạn chế về mặt tài chính cũng như sự hạn chế về thời gian thực hiện đề tài nên em vẫn chưa nâng cấp thành công một số tính năng của đề tài, bao gồm:
– Tối ưu hóa mặt bằng (xây dựng hệ thống khung đôi).
– Về kỹ thuật còn hạn chế tính năng bảo vệ xe. Phát triển cơ cấu nâng gầm thành cơ cấu nâng bánh.
– Phát triển hệ thống bảo mật vé xe bằng thẻ từ kết hợp nhận dạng biển số xe, có thể phát triển thêm nữa thành hệ thống bảo mật bằng dấu vân tay kết hợp với nhận diện biển số xe.
– Hướng tới tự động hóa hoàn toàn bãi đỗ xe.
– Hệ thống thu tiền gửi xe chưa được tự động, có thể thay thế bằng cách thu theo tháng, quý, năm,…
58
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
1. Kết luận
Qua thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình bãi đỗ xe thông minh ” dưới sự hướng dẫn tận tình của cô ThS. Đặng Thị Thúy Huyền em đã hoàn thành đồ án theo đúng yêu cầu và thời gian quy định. Với đồ án này thì em đã thực hiện được những công việc sau:
- Đã nghiên cứu tìm hiểu về các thiết bị trong tủ điều khiển và thang máy.
- Nghiên cứu khai thác phần mềm TIA PORT V13, thiết bị điều khiển S7-
1200.
- Đã thiết kế lắp đặt, lựa chọn các thiết bị trong tủ điều khiển mô hình bãi đỗ xe thông minh.
Dù đã cố gắng hết sức để hoàn thành đồ án nhưng vẫn còn khá nhiều thiếu xót, do đó em mong được nhận sự góp ý và giúp đỡ của các thầy cô hướng dẫn cũng như các thầy cô trong hội đồng để đề tài của em được hoàn thiện hơn, có tính ứng dụng thực tế cao hơn, có thể góp một phần nào đó vào sự phát triển của đất nước.
2. Đề nghị
Trong quá trình thực hiện đề tài, việc tìm hiểu tài liệu tham khảo gặp nhiều khó khăn, em mong rằng nhà trường và khoa có thể xây dựng một phòng thực hành hiện đại hơn với đầy đủ các thiết bị mới. Như vậy, sẽ giúp sinh viên có thể tìm được tài liệu đầy đủ và thuận lợi hơn, khả năng tiếp cận với các thiết bị điều khiển ngày càng một sớm hơn.
Càng ngày PLC càng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa và hiện đại hóa góp phần rất lớn trong sự nghiệp phát triển của đất nước. Em mong nhà trường tạo điều kiện cho sinh viên thực hành nhiều hơn để làm quen với nhiều module PLC thực tế, thành thạo trong việc lập trình thiết kế giúp để trang bị kiến thức nhiều hơn nữa cho sinh viên sau khi ra trường có nhiều cơ hội việc làm hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Cơ sở hệ thống điều khiển quá trình – Hoàng Minh Sơn – NXB Bách Khoa Hà Nội.
2. Giáo trình Điều khiển logic TS. Ngô Trí Dương.
3. Các luận văn, đồ án của khóa trước.
4. Tài liệu của Siemens, SIMATIC S7- 1200.
5. Các website tham khảo: http://webdien.com/ http://www.dientuvietnam.net/forums/ http://dieukhien.net/ https://support.industry.siemens.com/ http://tailieu.vn/ http://banlinhkien.vn/ http://plcvietnam.com.vn/forum/forum.php http://plcsiemens.vn 60