d) Xây dựng hệ thống truyền động
4.2.4: Phần chương trình điều khiển
Thiết lập một lệnh [ SET ] và ( RESET ) biến M để đóng và ngắt tồn bộ hệ thống
Chương trình lệnh đếm tăng hoặc giảm theo phương pháp cộng trừ sau khi nhận được tín hiệu từ cảm biến
Chương trình đặt điều kiện cho các biến điếm cộng hoặc trừ sẽ được thực hiện khi đạt đủ số lượng đếm
Chương trình hồn ngun sau khi đã thực hiện xong dòng lệnh ( khi động cơ dừng)
Chi tiết về chương trình hồn ngun các biến , các số đếm :
4.2.5: Mơ phỏng mơ hình trên GT Designer 3
Bước 2: Nhấn chọn vị trí mong muốn động cơ sáng đèn ( động cơ đang hoạt động đưa pallet ở vị trí 2 xuống) đồng thời cảm biến vào ghi nhận tín hiệu xe đi vào số lượng xe trong bãi + 1
Khi động cơ di chuyển pallet xuống đúng vị trí nhận xe ơ số vị trí pallet sẽ hiện thị
tên vị trí đồng thời ơ động cơ hiển thị thông báo đã tới điển dừng.
Khi số lượng xe trong bãi đạt 5/5 ô bãi xe đầy sáng ( thông báo bãi xe đã đầy không thể nhận thêm xe)
Bước 3: Nhấn Stop hệ thống ngừng ( tất cả đèn đều tắt )
CHƯƠNG V
THI CƠNG
5.1: Thơng số tổng qt của mơ hình :
Nguồn điện: xoay chiều , 1 pha , 220V
Chiều dài: 58 cm
Chiều rộng: 60 cm
Chiều cao: 65 cm
Cân nặng: 12kg
5.2: Các bước thi công
a) Phần cơ khí :
Bước 1 : Nối các đoạn ống vào các khớp nối để tạo ra khung mơ hình bằng keo PVC chuyên dụng
Bước 2 : Khoan và cắt các thanh gỗ theo đúng thông số ráp chúng vào dĩa tải và siết chặt chúng lại với nhau bằng ốc 8mm và long đền để tránh bị tuôn ốc
Bước 3 : Khoan lỗ trên mơ hình để đưa 2 thanh cốt 8mm vào và ráp thành một bộ thuyền tải dĩa và sên hoàn chỉnh
Bước 4 : Cảo các mắc sên theo thứ tự cứ 7 mắc sên sẽ cảo một mắc ra để đưa ốc 4mm xuyên qua . Bắt pallet vào liên kết với dây sên
Bước 5 : Canh chỉnh cho toàn bộ phần truyền tải nhông sên dĩa cho thẳng hàng , quay thử xem có hoạt động trơn tru hay khơng . Khi đã hoạt động trơn tru, nhẹ nhàng, khơng bị rít thì ta siết chắc các bu-long lại để cố định tồn bộ phần truyền động vào khung mơ hình
c) Phần điện , điều khiển :
Bước 1 : Cố định các thiết bị điện , máng đi dây vào bảng gỗ bằng ốc , vít
Bước 2 : Bấm đầu cosse các dây dẫn để tăng tiết diện tiếp xúc cũng như chắc chắn hơn, thẩm mĩ hơn khi đấu vào thiết bị
Bước 3 : Đấu dây điện vào phích cắm để lấy điện 220V vào MCB . Từ MCB sẽ đưa ra 3 đầu dây đấu thẳng vào : nguồn tổ ong , PLC , 2 chân đầu tiên của thanh Domino Bước 4 : Khi cấp nguồn PLC , ta nối cổng COM đầu vào của PLC với các chân X thơng qua nút nhấn để PLC nhận được tín hiệu khi tác động nút nhấn
Bước 5 : Cảm biến hồng ngoại có 3 dây : ta đấu dây đen vào cổng X của PLC ( đó là dây tín hiệu ) 2 dây cịn lại t đấu dây đỏ vào 24+ và dây xanh vào 24-
Bước 6 : Ta đấu dây 24V từ nguồn tổ ong vào thanh domino để cấp nguồn 24V cho các thiết bị như đèn LED , cảm biến , relay .
Bước 7 : Chọn cổng COM 4 : bao gồm đầu ra Y4,Y5,Y7 . lần lượt là địa chỉ của relay , LED xanh và LED đỏ . Cổng COM4 ta đấu vào dây âm và các cổng Y ta đấu vào dây dương để thiết bị hoạt động
Bước 8 : Đấu dây cho relay : chân 13-14 vào chân COM – Y4 của PLC . Chân 9 -12 ta lấy điện 220V đưa vào
Bước 9 : Đấu tụ vào động cơ theo sơ đồ của nhà sản xuất rồi đưa vào chân 5-8 của relay Bước 10 : Bật MCB lên cấp nguồn cho mơ hình : nếu đấu đúng thì PLC báo sáng , nguồn tổ ong sáng . Sau đó truyền lệnh đã lập trình từ máy tính sang PLC để hoạt động thơng qua dây cáp truyền tín hiệu .
Bước 11 : Cho hoạt động mơ hình : kiểm tra xem các cảm biến hoạt động có chập chờn hay ổn định. Động cơ hoạt động mượt mà hay giật cục , đèn sáng hay chớp nháy
5.3 : Nguyên lý làm việc
- Mơ hình này được thiết kế 5 pallet – sức chứa 5 xe nên khi 2 cảm biến ra – vào đã phát hiện mơ hình có đủ 5 xe ( khơng cịn pallet trống ) thì đèn trạng thái sẽ đổi từ đèn xanh ( còn trống ) sang đèn đỏ ( đã đầy xe – không nhận thêm xe )
- Thực hiện di chuyển Pallet bằng các thao tác nhấn nút nhấn để Pallet chỉ định về vị trí gốc và cho xe ơ tơ vào/ra.
Bước 1: Đóng Áp tơ mát cấp nguồn
Hình 5.2: PLC và nguồn tổ ong được cấp điện
Hình 5.3: Hệ thống khởi động , đèn sáng
Bước 3: Bấm chọn vị trí Pallet ( có 5 vị trí ) theo ý muốn tương ứng với số được đánh trên nút nhấn ( từ 1 đến 5 ). Sau khi nhấn nút , PLC nhận tín hiệu từ nút nhấn sẽ điều khiển Relay đóng mở - điều khiển động cơ AC hoạt động .
Hình 5.4: Chọn vị trí Pallet mong muốn , PLC và relay hoạt động
Khi động cơ hoạt động – xoay theo chiều kim đồng hồ . Thông qua hệ chuyền động nhông , sên , dĩa sẽ kéo theo tồn bộ các pallet , dĩa và xích tải bên trong mơ hình chuyển động
Khi mỗi pallet đi qua cảm biến . Cảm biến sẽ phát hiện từ đó gởi tín hiệu về PLC để nhận biết được vị trí các pallet từ đó xác định được khi nào pallet số 2 đến điểm G ( điểm lấy , gởi xe ) PLC sẽ ngắt relay – động cơ dừng .
Hình 5.5: Hình ảnh trạng thái cảm biến khi pallet chưa đi qua ( bên trái ) , khi pallet đi
Bước 4 : Lấy xe ra hoặc gởi xe vào .
Lặp lại bước 3 để gọi tiếp tục tuần tự các pallet khi muốn gởi hoặc lấy xe
Đèn chỉ chuyển lại xanh khi nào cảm biến ra phát hiện có xe đi ra – tức nghĩa đã có pallet trống
Khi mơ hình hoạt động thì 1 trong 2 đèn ln sáng ( còn trống- đèn xanh sáng , đã đầy – đèn đỏ sáng ) . cả 2 luân phiên nhau để báo hiệu tình trạng số lượng xe .
Cả hai đèn này sẽ không sáng cùng lúc
Cả hai đèn này sẽ tắt khi nhấn nút STOP – tức nghĩa dừng toàn bộ hệ thống , khi 2 đèn đều tắt thì cũng đồng nghĩa với việc hệ thống đã dừng – các nút nhấn khác cũng như cảm biến , động cơ cũng không hoạt động ( Trừ khi nhấn nút START thì hệ thống sẽ được khởi động – các thiết bị hoạt động lại bình thường )
5.4: Quy trình hoạt động
Chương trình điều khiển sẽ hỗ trợ người điều khiển lấy các pallet chỉ với nút nhấn Khi người vận hành cần lấy pallet nào thì chỉ cần nhấn nút tương ứng với số của pallet đó . Hệ thống PLC sẽ tự động nhận biết được vị trí mà pallet cần lấy đang ở đâu . Từ đó , xuất lệnh ra để điều khiển động cơ di chuyển pallet .
Mục đích của chương trình điều khiển bằng tay chính là người vận hành có thể điều khiển trực tiếp mơ hình, thiết bị bằng cách sử dụng các nút bấm cơ học để tác động các tín hiệu điều khiển đến đối tượng điều khiển- ở đây là động cơ AC. Và khi có sự cố thì thơng qua giao tiếp người vận hành sẽ nhanh chóng ngừng hệ thống để xử lý sự cố một cách an tồn và hiệu quả khi chỉ thơng qua 1 nút nhấn .
Các bước để thực hiện quy trình lấy và gửi xe : Bước 1: Đóng Ap-to-mat cấp nguồn
Bước 2: Bấm Start để khởi động hệ thống (Đèn xanh sáng). Bước 3 : Bấm nút có số tương ứng với mỗi pallet
Bước 4: Pallet cho về vị trí gốc lúc này cho xe vào ra ( Nếu còn chỗ trống ( <5 xe) - đèn xanh sáng , nếu đã có đủ xe trong hệ thống ( 5 xe ) - đèn đỏ sáng )
Sau mỗi lần di chuyển thành công, hệ thống sẽ cập nhật lại, xác định lại vị trí nào trống, vị trí nào đã có xe và vị trí các xe hiện tại.
Nếu xảy ra sự cố:
Động cơ ngay lập tức dừng hoạt động (đèn tắt), bấm “Stop” để dừng hệ thống ( Tất cả đèn đều tắt , động cơ dừng , cảm biến khơng truyền thêm tín hiệu ). Sau khi sửa chữa và khắc phục lỗi, bấm “Start” thì Pallet gần vị trí gốc nhất sẽ tự di chuyển về gốc.
5.5. Xây dựng các biện pháp an toàn.
Ngoài thực tế, bất kỳ hệ thống bãi đỗ xe tự động nào cũng phải đề cao tính an tồn cho thiết bị của mình. Em nhận thấy nên có bổ sung thêm các yếu tố bảo vệ an tồn cho hệ thống để có thể mơ phỏng chính xác nhất một Bãi đỗ xe.Vậy nên trong mơ hình bãi đỗ xe tự động này em sẽ thiết kế một hệ thống an tồn mơ phỏng hệ thống bảo vệ thực tế.
Sử dụng cảm biến hồng ngoại gắn vào hai bên khung nhựa. Ở hệ thống thực tế, cảm biến hồng ngoại sẽ xác định có cịn người điều khiển phương tiện đứng trong Pallet hay khơng? Nếu “Có”, thì cảm biến sẽ nhận tín hiệu và báo động về chương trình, Pallet sẽ không di chuyển cho đến khi nhận được tín hiệu phản hồi “Khơng”- tức là khơng có người. Như vậy, việc sử dụng cảm biến hồng ngoại sẽ là một “tùy chọn” (Options) đi kèm theo hệ thống hoặc mơ hình và nâng cao tính an tồn cho hệ thống.
Ở ngoài thực tế, bên cạnh cảm biến hồng ngoại để xác định có cịn người điều khiển bên trong Pallet hay khơng. Cịn có một cách bảo vệ khác là sử dụng một gương phẳng gắn vào mặt trong của Pallet gửi xe. Gương phẳng có tác dụng chính là phương tiện quan sát của khách hàng trong quá trình điều khiển Pallet- giúp tăng khả năng quan sát nhằm tránh gây hiện tượng trầy xước xe, hoặc khiến cho người chủ phương tiện có thể lưu ý được phương tiện đã để đúng vị trí hay chưa.
CHƯƠNG VI
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ , KẾT LUẬN
6.1. Kết quả đạt được.
- Mơ hình hoạt động trơn tru , khơng bị gắt và không gây ra tiếng ồn - Hoạt động với tính ổn định cao, tín hiệu đầu vào tốt , khơng bị chập chờn - Đạt yêu cầu thiết kế đề ra
6.2. Đánh giá tổng quan tồn bộ mơ hình.
-Sau khi đánh giá chi tiết từng cơ cấu, thiết bị trong hệ thống và có những nhận định cho từng cơ cấu, chúng em đánh giá tổng quát tồn bộ mơ hình Bãi đỗ xe tự động dạng xoay vòng đứng như sau.
- Thứ nhất, về mặt thiết kế cấu tạo đã có sự mơ phỏng nhất định so với hệ thống bãi đỗ xe ngoài thực tế. Đặc biệt ở các cơ cấu như: Cơ cấu phần điều khiển – chúng em đánh giá phần cơ cấu này sát với thực tế nhất. Bởi bên ngoài thực tế, phần điều khiển hệ thống cũng được thiết kế với hình dạng, cấu trúc tương tự so với phần điều khiển của mơ hình. Phần cơ cấu truyền động cũng có sự tương đồng với hệ thống thực tế, có khác phải chăng chỉ ở kích thước, thơng số so với hệ thống truyền động ngồi thực tế. Tuy nhiên, phần Pallet lại chưa mô phỏng lại được đúng so với thực tế- đây hoàn toàn là một điểm trừ cho toàn bộ phần kết cấu cơ khí của mơ hình. Bởi lẽ, phần kết cấu Pallet rất quan trọng đối với một hệ thống bãi đỗ xe tự động, nói khơng q khi việc thiết kế một kết cấu Pallet tốt ở cả khía cạnh kỹ thuật và đảm bảo yếu tố an tồn sẽ khiến mơ hình hoạt động một cách chân thực hơn.
với thiết bị mơ hình. Bởi vì ngồi thực tế, các cơng trình, hệ thống có cơng suất cao như hệ thống bãi đỗ xe tự động dạng xoay vịng đứng ln phải có một biện pháp an toàn cho hệ thống thiết bị điện nhằm đảm bảo hệ thống có thể hoạt động trơn tru và khơng bị tạm dừng khi xảy ra sự cố. Vì vậy, việc sử dụng MCB chưa thực sự sát với thực tế. Ngồi ra, phần thiết bị điện cũng có một điểm nữa chưa sát với thực tế là ở hệ thống thực, ta sử dụng nguồn ba pha và động cơ xoay chiều ba pha. Tuy nhiên, với hệ thống thì việc sử dụng động cơ một pha là thích hợp hơn so với mơ hình hệ thống .
-Phần cuối cùng cũng là phần quan trọng nhất đối với mơ hình bãi đỗ xe tự động đó là chương trình tự động. Ở chương trình, việc phát hiện vị trí xe ở Pallet sẽ được xác định bởi 1 cảm biến quang gắn ở thanh trụ của mơ hình . Tuy nhiên ngồi thực tế thì điều này sẽ khơng xảy ra. Bởi vì nếu phương án này thực hiện cho một hệ thống bãi đỗ xe thực tế thì số lượng cảm biến quang cần trang bị cho toàn bộ hệ thống sẽ rất lớn, gây nên chi phí đầu tư cao. Tiếp nữa, việc càng có nhiều cảm biến quang và đưa vị trí Pallet trống sẽ khiến người vận hành, hoặc khách hàng bị rối trong quá trình gửi xe- gián tiếp dẫn đến tăng thời gian gửi/ lấy xe của hệ thống. Tuy nhiên, cũng có một ưu điểm của mơ hình là mơ hình đã sử dụng PLC FX- 1S 20MR để xây dựng mơ hình- hệ thống được sử dụng rất nhiều trong thực tế. Vậy nên khi sử dụng PLC FX-1S để lập trình, viết chương trình ta có thể mơ phỏng chính xác các bước, các cơng đoạn trong quá trình gửi/lấy xe như ngồi thực tế.
-Tựu chung lại, mơ hình Bãi đỗ xe của nhóm chúng em hồn tồn là một mơ hình có tính thực tế cao, có thiết kế và vận hành sát với thực tế. Nhưng vẫn có một số đặc điểm, thiết bị của hệ thống chưa thật sự mơ phỏng một cách chính xác các thiết bị của một hệ thống Bãi đỗ xe.
6.4. Những hạn chế cịn tồn tại.
- Mơ hình chưa có nút dừng khẩn cấp khi có sự cố xảy ra
- Khi xe ra / vào khu vực chổ đổ xe, để xác định xe đã vào đúng vị trí hay chưa hồn tồn phụ thuộc vào mắt nhìn và cảm nhận của người vận hành. Tính an tồn chưa cao tìm ẩn nhiều rủi ro.
- Phụ thuộc vào người vận hành để xác định vị trí cịn trống tính tự động hóa chưa cao - Tốc độ di chuyển nâng hạ xe của mơ hình khá cao gây rung lắc mạnh
6.3. Kết luận tổng kết đề tài.
Đề tài “ Mơ hình hệ thống bãi xe tự động” là một mơ hình thực tế, có tính ứng dụng cao, rất cần thiết và hữu ích trong tình hình thực tế hiện nay cuả nước ta. Đặc biệt tại các thành phố lớn như Thành phố Hồ Chí Minh, nơi có mật độ dân cư đông, các phương tiện giao thông ô tô cá nhân ngày càng gia tăng trong khi quỹ đất trống dành cho các bãi đỗ ngày càng hạn hẹp. Do đó hệ thống này đáp ứng và thể hiện được ưu điểm vượt trội của nó.
Tuy nhiên, khi áp dụng mơ hình vào thực tế, cần phải xem xét các vấn đề về kinh