Luận văn tốt nghiệp tính toán và thiết kế mô hình bãi giữ xe tự động

81 1.2K 0
Luận văn tốt nghiệp tính toán và thiết kế mô hình bãi giữ xe tự động

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, chúng em xin cảm ơn quý thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Điện điện tử và bộ môn Tư động hóa đã tận tình và hết lòng truyền đạt những kiến thức cho chúng em trong suốt quãng thời gian chúng em học tập tại trường. Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS. Lương Văn Lăng. Người thầy đã hết lòng giúp đỡ và theo sát chúng em trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này. Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn trong lớp DD11TD1234. Những người bạn đã cùng học và giúp đỡ lẫn nhau trong suốt quá trình học tập và luận văn cuối khóa. Cuối cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy phản biện và các thầy trong hội động bảo vệ luận văn đã dành thời gian để nhận xét và giúp đỡ chúng em trong quá trình bảo vệ luận văn. Cuối lời, chúng em xin gửi lời chúc sức khỏe đến các thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Điện điện tử và bộ môn Tư động hóa. Tp.HCM, ngày …. tháng …. năm 2015 Sinh viên Lê Văn Quân Nguyễn Đình Lâm MỤC LỤC TÓM TẮT LUẬN VĂN 1 MỞ ĐẦU 2 Chương 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 3 1.1. Tính cấp thiết của luận văn 3 1.2. Mục tiêu của luận văn 4 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4 1.4. Nhiệm vụ của luận văn 5 Chương 2. PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN 6 2.1. Phân tích và lựa chọn giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động 6 2.1.1. Các giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động 6 2.1.2. Lựa chọn phương án 9 2.2. Nhiệm vụ của luận văn 10 2.2.1. Tóm tắt nguyên lý hoạt động bãi giữ xe ô tô tự động 10 2.2.2. Các vấn đề cần giải quyết 11 2.2.3. Phương hướng giải quyết 11 2.2.4. Thiết kế mô hình với Solidworks 3D 13 Chương 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 15 3.1. Sơ đồ tổng quát kết nối các thiết bị với máy tính 15 3.2. Tổng quan các thiết bị sử dụng trong luận văn 16 3.2.1. Giới thiệu về ngôn ngữ C và .NET Framework 16 3.2.2. OPC 16 3.2.3. Cơ sở dữ liệu SQL Server 17 3.2.4. Xử lý ảnh 19 3.2.5. RFID 20 3.2.6. Mạch chuyển USB UART CP2102 22 3.2.7. Mạch cảm biến dò line đơn 23 3.2.8. Mạch cảm biến vật cản hồng ngoại 24 3.2.9. Tổng quan họ PLC Siemens 24 3.2.10. PLC S71200 26 3.2.11. Phần mềm giao diện người máy Simatic WinCC V11 cho các ứng dụng điều khiển giám sát 32 3.3. Kết nối giữa PC OPC – PLC 33 Chương 4. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG – THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN 35 4.1. Thiết kế và thi công mô hình 35 4.1.1. Thiết kế mô hình 35 4.1.2. Thi công mô hình 36 4.1.3. Lựa chọn động cơ 37 4.1.4. Mạch điện 37 4.2. Thuật toán điều khiển 40 4.2.1. Thuật toán điều khiển cho PLC 40 4.2.2. Thuật toán điều khiển PLC từ máy tính 52 4.2.3. Thiết kế giao diện người dùng 55 Chương 5. TỔNG KẾT 62 5.1. Kết quả đạt được 62 5.2. Kết luận 62 5.3. Những hạn chế của đề tài và định hướng phát triển đề tài 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 Hình 2.1: Giải pháp “bãi giữ xe ô tô dạng xe di chuyển vòng quanh tòa nhà” 6 Hình 2.2: Giải pháp “bãi giữ xe ô tô xếp chồng” 7 Hình 2.3: Giải pháp “bãi giữ xe ô tô tự động tòa nhà dạng hình trụ” 8 Hình 2.4: Giải pháp “bãi giữ xe ô tô tự động dạng tòa nhà vuông” 8 Hình 2.5: Lựa chọn “Giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động tòa nhà xếp tầng vuông” 9 Hình 2.6: Mô hình Solidworks 3D bãi giữ xe ô tô tự động 13 Hình 2.7: Mô hình Solidworks 3D khung giữ xe 14 Hình 2.8: Mô hình Solidworks 3D kết cấu khung nâng 14 Hình 3.1: Sơ đồ tổng quát các thiết bị kết nối với máy tính 15 Hình 3.2: Thuật toán xử lý ảnh 19 Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của công nghệ RFID 20 Hình 3.4: Module Reader RFID ACE630 và thẻ (Tag) 125 kHz 21 Hình 3.5: Module chuyển đổi tín hiệu cổng USB sang tín hiệu tuần tự TTL 22 Hình 3.6: Mạch cảm biến dò line đơn 23 Hình 3.7: Mạch cảm biến vật cản hồng ngoại 24 Hình 3.8: PLC của hãng Siemens 25 Hình 3.9: PLC S71200 và các module mở rộng 26 Hình 3.10: So sánh giữa PLC S71200 và S7200 về các module mở rộng 27 Hình 3.11: Các khối chức năng CPU S71200 28 Hình 3.12: Các loại module mở rộng S71200 30 Hình 3.13: Các kết nối của PLC S71200 31 Hình 3.14: Các phiên bản Simatic WinCC V11 33 Hình 3.15: Sơ đồ kết nối giữa PC OPC KEPServer PLC 33 Hình 4.1: Thiết kế mô hình Solidworks 3D 35 Hình 4.2: Mô hình thực tế 36 Hình 4.3: Kết cấu khung nâng 36 Hình 4.4: Sơ đồ nguyên lý mạch cầu H 24VDC 37 Hình 4.5: Mạch cầu H 24VDC 38 Hình 4.6: Mạch cảm biến vật cản hồng ngoại 38 Hình 4.7: Mạch cảm biến dò line đơn 39 Hình 4.8: Bảng tủ điện điều khiển 39 Hình 4.9: Thuật toán điều khiển cho PLC 40 Hình 4.10: Sơ đồ hoạt động giữa OB1 với các khối chương trình con 41 Hình 4.11: Khối FC0Start 41 Hình 4.12: Khối FC1State 1 42 Hình 4.13: Khối FC4State 3 42 Hình 4.14: Sơ đồ các vị trí trong mô hình 42 Hình 4.15: Khối FC6State 5 43 Hình 4.16: Khối FC12 Move_robot 44 Hình 4.17: Thuật toán điều khiển khối FC12 Move_robot 45 Hình 4.18: Khối FC13Move_Hand 46 Hình 4.19: Thuật toán điều khiển khối FC13Move_Hand 47 Hình 4.20: Khối FB1Pos_ngang và khối FB2Pos_doc 48 Hình 4.21: Thuật toán điều khiển khối FB1Pos_ngang 49 Hình 4.22: Thuật toán tính toán cho khối FB2Pos_doc 50 Hình 4.23: Cấu hình phát xung PWM cho PLC S71200 DCDCDC 51 Hình 4.24: Thuật toán điều khiển PLC từ máy tính 53 Hình 4.25: Giao diện nhận dạng biển số xe thiết kế trên C 55 Hình 4.26: Giao diện trang chủ bãi giữ xe ô tô tự động 57 Hình 4.27: Giao diện hệ thống quản lý xe trong bãi 58 Hình 4.28: Giao diện cảnh báo lỗi hệ thống 59 Hình 4.29: Giao diện hệ thống máy móc 60 Hình 4.30: Giao diện chế độ điều khiển tay 61 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Ba giải truyền thông dựa trên tần số của sóng radio của RFID 21 Bảng 3.2: Các đặc tính của CPU S71200 29 Bảng 3.3: Các đặc tính của module mở rộng S71200 30 Bảng 4.1: Các thông số lệnh CTRL_PWM 52 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 1. ATS Automatic Transfer Switch 2. HMI Human Machine Interface 3. OPC OLE for Process Control 4. PC Personal Computer 5. PLC Programmable Logic Controller 6. PWM Pulse Width Modulation 7. PTP Point To Point 8. SCADA Supervisory Control And Data Acquisition 9. SQL Structure Query Language 10. UART Universal Asynchronous Receiver – Transmitter 11. USB Universal Serial Bus 12. RFID Radio Frequency Identification 13. TTL TransistorTransistor Logic 14. WTO World Trade Organization TÓM TẮT LUẬN VĂN Với mục đích đưa ra giải pháp giải quyết tình trạng thiếu bãi đỗ xe tại các thành phố lớn như thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội. Tại các thành phố lớn, việc đáp ứng yêu cầu về đất đai ngày càng không khả thi. Do đó, yêu cầu thực tế cần có các nhà đậu xe hiện đại có hiệu suất sử dụng không gian tối đa, an toàn và mang lại lợi ích cho xã hội, đề tài: “Thiết kế và thi công mô hình bãi giữ xe ô tô tự động” được chọn. Dựa trên những phân tích tối ưu về đặc điểm kỹ thuật, công nghệ chế tạo, khả năng ứng dụng, mức độ khả thi và xem xét đến kinh tế. Nội dung thực hiện đề tài bao gồm các vấn đề chính như sau: • Phần mô hình: Giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động. Thiết kế và xây dựng mô hình hệ thống cơ khí. • Phần điều khiển: Động cơ DC 24V và mạch điều khiển. Bộ điều khiển lập trình PLC S71200. Sử dụng WinCC để giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu. Công nghệ RFID trong việc quản lý bãi giữ xe. Kết hợp nhận dạng biển số xe, giao tiếp PLC với máy tính qua phần mềm OPC KEPServer. Xây dựng thuật toán và chương trình điều khiển mô hình. Quan trọng hơn là phần lập trình điều khiển cất và lấy xe tự động cho khung nâng thông qua việc quét thẻ từ kết hợp nhận dạng biển số xe.   MỞ ĐẦU Với sự gia nhập WTO vào ngày 7 tháng 11 năm 2006, Việt Nam chính thức bước vào sân chơi thương mại toàn cầu. Từ bước nhảy vượt bậc đó, con đường trở thành một nước có nền công nghiệp phát triển cao, công nghệ hiện đại, đời sống vật chất của con người nâng cao đã đến. Và sự tất yếu kéo theo là sự phát triển ngày càng tăng số lượng phương tiện cá nhân. Trong đó có cả xe máy và ô tô, và trong tương lai không xa ở Việt Nam ô tô không còn là hàng hóa xa xỉ. Trong khi cơ sở hạ tầng lại không đáp ứng kịp với sự phát triển của phương tiện. Sự mất cân bằng này tất yếu dẫn đến sự mất thẩm mỹ cảnh quan đô thị do thiếu các bãi đỗ xe, nên buộc họ phải đậu xe lẫn chiếm lòng lề đường, tình trạng kẹt xe và tai nạn giao thông xảy ra liên tục. Sự mọc lên hàng ngàn chung cư hay building cao cấp tại các thành phố lớn như thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội đòi hỏi một lượng lớn các bãi giữ xe ôtô. Chính vì vấn đề bất cập đó mà các cơ quan chức năng có liên quan đưa ra nhiều hướng giải quyết khác nhau như mở rộng đường, qui định giờ đỗ xe, hay có nhiều điểm đổ xe mới được tạo ra. Nhưng tất cả chỉ là biện pháp tạm thời nhằm đáp ứng những nhu cầu cấp bách. Đặc biệt, trong các hệ thống giữ xe ôtô hiện tại tại các thành phố lớn vẫn còn thô sơ, chiếm một diện tích lớn, chưa ứng dụng những kỹ thuật hiện đại vào trong hệ thống. Vì vậy,với mục đích cải thiện và giải quyết vấn đề mà cộng đồng xã hội đã và đang quan tâm, đề tài “ Thiết kế và thi công mô hình bãi giữ xe ô tô tự động” đưa ra hướng giải quyết tốt nhất thời điểm này. Đề tài này tối ưu hóa được diện tích, ứng dụng những kỹ thuật tiên tiến. Chương 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1. Tính cấp thiết của luận văn Cùng với sự phát triển của một nền kinh tế năng động đòi hỏi một nền kỹ thuật công nghệ cũng phải phát triển, đáp ứng kịp thời và đầy đủ những nhu cầu cần thiết của sự phát triển đó. Điều này được thể hiện qua thực trạng tình hình phương tiện giao thông ở nước ta, “Theo số liệu thống kê sơ bộ của Tổng cục Hải quan, nhập khẩu ô tô nguyên chiếc vào Việt Nam: Trung Quốc là thị trường chính chính cung cấp trong 7 tháng 2015 với hơn 18 nghìn chiếc, tăng mạnh 204%; tiếp theo là Hàn Quốc: 14,2 nghìn chiếc, tăng 54,3%; Thái Lan: 12,1 nghìn chiếc; tăng 99,2%; Ấn Độ: 8,5 nghìn chiếc; tăng 77,5%... so với cùng kỳ năm 2014 (theo thống kế Hải Quan cập nhật 20082015 5:00 PM). Chứng tỏ tình hình số lượng xe ô tô ở nước ta tăng khá nhanh. Từ những số liệu trên đòi hỏi những yếu tố cơ sở hạ tầng phải đáp ứng cho sự tăng trưởng đó, đặc biệt là vấn đề về bãi đậu xe. Một trong những phương pháp nhằm giải quyết những khó khăn đó, việc ứng dụng sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ cao vào trong xây dựng cơ sở hạ tầng rất cần thiết. Cụ thể hơn, cần xây dựng những bãi đậu xe mang tính hiện đại, tự động cao và tính an toàn được đặt lên hàng đầu. Đồng thời, những bãi đậu xe như vậy cần phải đáp ứng vừa mang tính kinh tế, vừa phù hợp với thực tiễn như tiết kiệm quỹ đất xây dựng, tính cảnh quan,… Mặc dù trên thế giới, nhiều bãi đậu xe có kỹ thuật cao và hiện đại đã được đưa vào ứng dụng trong thực tế. Tuy nhiên, với mong muốn đưa ý tưởng từ những kiến thức đã học vào trong thực tế giải quyết khó khăn này, chúng em thực hiện đề tài quyết định đưa ra và thi công đề tài: “ Thiết kế và thi công mô hình bãi giữ xe ô tô tự động”. 1.2. Mục tiêu của luận văn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LÊ VĂN QUÂN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG KỸ SƯ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA TP HỒ CHÍ MINH, 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LÊ VĂN QUÂN – 41102748 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG KỸ SƯ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TS LƯƠNG VĂN LĂNG TP HỒ CHÍ MINH, 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TP HCM, ngày….tháng… năm 2015 NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Tên luận văn: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG Nhóm Sinh viên thực hiện: Cán hướng dẫn: Lê Văn Quân 41102748 Nguyễn Đình Lâm 41101779 TS Lương Văn Lăng Đánh giá Luận văn Về báo cáo: Số trang Số chương Số hình vẽ Số tài liệu tham khảo Sản phẩm Số bảng số liệu Một số nhận xét hình thức báo cáo: Về nội dung luận văn: Về tính ứng dụng: Về thái độ làm việc sinh viên: Đánh giá chung: Luận văn đạt/không đạt yêu cầu luận văn tốt nghiệp kỹ sư, xếp loại Giỏi/ Khá/ Trung bình Điểm sinh viên: Lê Văn Quân:……… /10 Nguyễn Đình Lâm:……… /10 Người nhận xét (Ký tên ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TP HCM, ngày….tháng… năm 2015 NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Tên luận văn: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG Nhóm Sinh viên thực hiện: Cán phản biện: Lê Văn Quân 41102748 Nguyễn Đình Lâm 41101779 Đánh giá Luận văn Về báo cáo: Số trang Số chương Số hình vẽ Số tài liệu tham khảo Sản phẩm Số bảng số liệu Một số nhận xét hình thức báo cáo: Về nội dung luận văn: Về tính ứng dụng: Về thái độ làm việc sinh viên: Đánh giá chung: Luận văn đạt/không đạt yêu cầu luận văn tốt nghiệp kỹ sư, xếp loại Giỏi/ Khá/ Trung bình Điểm sinh viên: Lê Văn Quân:……… /10 Nguyễn Đình Lâm:……… /10 Người nhận xét (Ký tên ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TP HCM, ngày….tháng… năm 2015 ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG Cán hướng dẫn: TS Lương Văn Lăng Thời gian thực hiện: Từ ngày……………… đến ngày…………… Sinh viên thực hiện: Lê Văn Quân – 41102748 Nguyễn Đình Lâm – 41101779 Nội dung đề tài: Mục tiêu, phạm vi, đối tượng: Ứng dụng tự động hóa vào hệ thống bãi giữ xe ô tô - Xây dựng giao diện thân thiện người dùng Phương pháp thực hiện: - Thiết kế thi công mô hình khí - Xây dựng thuật toán điều khiển phù hợp - Sử dụng kết hợp WinCC với PLC giao tiếp với máy tính thông qua OPC KEPServer kết hợp quét thẻ từ RFID nhận dạng biển số xe , để giám sát điều khiển hệ thống Kế hoạch thực hiện: Nguyễn Đình Lâm: - Thiết kế mô hình khí hệ thống Solidworks 3D - Thi công lắp ráp mô hình khí - Thiết kế thi công mạch điện điều khiển - Xây dựng thuật toán điều khiển với TIA PORTAL v13 - Viết chương trình điều khiển PLC S7-1200 thiết kế giao diện giám sát WinCC - Kết hợp chạy thực tế mô hình - Viết báo cáo Lê Văn Quân: - Thi công lắp ráp mô hình khí - Xây dựng thuật toán điều khiển C# - Viết chương trình xử lý quét thẻ từ RFID - Viết chương trình xử lý nhận dạng biển số xe - Viết chương trình giao tiếp máy tính với PLC thông qua OPC KEPServer - Kết hợp chạy thực tế mô hình - Viết báo cáo Xác nhận Cán hướng dẫn TP HCM, ngày….tháng … năm 2015 Sinh viên Lê Văn Quân Nguyễn Đình Lâm DANH SÁCH HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp, thành lập theo Quyết định số …………………… ngày ………………… Hiệu trưởng Trường Đại học Bách khoa TP.HCM ………………………………………… – Chủ tịch ………………………………………… – Thư ký ………………………………………… – Ủy viên LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, chúng em xin cảm ơn quý thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, đặc biệt thầy cô khoa Điện- điện tử môn Tư động hóa tận tình hết lòng truyền đạt kiến thức cho chúng em suốt quãng thời gian chúng em học tập trường Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS Lương Văn Lăng Người thầy hết lòng giúp đỡ theo sát chúng em trình thực hoàn thành luận văn Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến bạn lớp DD11TD12-34 Những người bạn học giúp đỡ lẫn suốt trình học tập luận văn cuối khóa Cuối cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy phản biện thầy hội động bảo vệ luận văn dành thời gian để nhận xét giúp đỡ chúng em trình bảo vệ luận văn Cuối lời, chúng em xin gửi lời chúc sức khỏe đến thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, đặc biệt thầy cô khoa Điện- điện tử môn Tư động hóa Tp.HCM, ngày … tháng … năm 2015 Sinh viên Lê Văn Quân Nguyễn Đình Lâm Hình 4.22: Thuật toán tính toán cho khối FB2-Pos_doc • Khối State 6-Manual: Nhiệm vụ khối để người dùng điều khiển chế độ tay cho hệ thống xảy lỗi khách hàng thẻ từ • Khối State 7-Edit: Nhiệm vụ khối để người dùng chỉnh sữa vị trí Tùy chỉnh cất xe vào lấy xe bãi • Khối State 8: Nhiệm vụ khối để di chuyển khung nâng đến vị trí ta thực quét thẻ dừng đó, chờ camera chụp hình nhận dạng biển số xe thành công thực tiếp • Khối Warning: Nhiệm vụ khối thực cảnh báo lỗi xảy như: khung nâng trượt vị trí ngang-dọc, khung nâng chưa nhận xe, vị trí gửi xe chưa nhận xe… Lúc hệ thống ngưng hoạt động 67 • Phát xung PWM với PLC S7-1200 DC/DC/DC: Để điều khiển tốc độ động cho phù hợp với mô hình luận văn, thực điều chế độ rộng xung PWM, thông qua cách cấu hình phần mềm Tia Portal Hình 4.23: Cấu hình phát xung PWM cho PLC S7-1200 DC/DC/DC Tần số phát xung tối đa ngõ CPU 100 KHz, cho SB 20 KHz 200 KHz , SB tốc độ cao Những phần cần thiết để cấu hình: - Chức tạo xung: PWM PTO - Nguồn ngõ ra: CPU SB - Thời gian sở: ms us - Định dạng độ rộng xung: phần trăm, phần ngàn, phần chục ngàn - Thời gian chu kỳ: nhập giá trị chu kỳ - Độ rông xung ban đầu: nhập giá trị độ rộng ban đầu Lệnh CTRL_PWM: tạo dãy xung tuần hoàn Ngõ PWM hoạt động cách liên tục sau khởi động tần số định Độ rộng xung thay đổi theo yêu cầu 68 Bảng 4.1: Các thông số lệnh CTRL_PWM Lệnh CTRL_PWM chứa thông số vào DB Khi lấy khối lệnh khối DB tự động tạo Người dùng không thay đổi thông số khối DB chúng điều khiển lệnh CTRL_PWM Khi ngõ vào EN TRUE lệnh CTRL_PWM bắt đầu hay dừng hoạt động PWM dựa vào ngõ vào ENABLE CPU xử lý yêu cầu lệnh CTLR_PWM thực hiện, thông số BUSY luôn thông báo FALSE Nếu có lỗi phát hiện, ENO đặt FALSE thông số STATUS chứa mã trạng thái STATUS=0: lỗi; STATUS=80A1: Bộ định danh PWM không ghi địa PWM 4.2.2 Thuật toán điều khiển PLC từ máy tính 69 Hình 4.24: Thuật toán điều khiển PLC từ máy tính 70 Giải thích: Thẻ từ quét vào thiết bị đọc thẻ, thiết bị có chuỗi liệu gồm mã ACSII để lên máy tính Thiết bị gữi chuỗi mã ACSII máy tính nhận liệu Từ chuỗi mã ACSII, tiến hành truy cập sở liệu Trong sở liệu, máy tính tiền hành kiểm tra xem mã thẻ tồn trước hay chưa? (có nghĩa thẻ từ quét trước tiến hành trình gữi xe thành công, mã thẻ lưu sở liệu gắn liền với xe đó) Nếu thẻ chưa liên kết với xe bãi Hệ thống PLC lệnh cho khung nâng đưa camera tới vị trí xe vào Quá trình chụp ảnh nhận dạng biển số xe bắt đầu Nếu nhận dạng ảnh sai (không thể chụp hình, nhận dạng không đủ ký tự…) Máy tính đưa lựa chọn: có muốn tiếp tục đưa xe vào hay nhận dạng lại lần nữa? Máy tính lệnh cho PLC đưa xe vào vị trí trống bãi xe 10 Nếu thẻ liên kết với xe bãi (đã quét trước đưa xe vào thành công) Hệ thống PLC lệnh cho khung nâng đưa camera tới vị trí xe bãi 11 Quá trình chụp ảnh nhận dạng biển số xe bắt đầu 12 Nếu biển số xe nhận dạng trùng với biển số xe lúc đưa vào? 13 Nếu biển số không giống máy tính đưa lựa chọn: tiếp tục lấy xe hay nhận dạng lại xe ra? 14 Máy tính lệnh cho PLC lấy xe khỏi bãi giữ xe 71 15 Nếu trình đưa xe vào lấy xe thành công 16 Máy tính cập nhật liệu cho sở liệu 17 Nếu không thành công máy tính thông báo xãy lỗi trìnnh vận hành 4.2.3 Thiết kế giao diện người dùng 4.2.3.1 Giao diện nhận dạng biển số xe Hình 4.25: Giao diện nhận dạng biển số xe thiết kế C# Giao diện giúp người dùng dễ dàng quan sát hình ảnh chụp từ camera, thực nhận dạng biển số hiển thị biển số với mã thẻ quét, thực báo lỗi không nhận dạng biển số xe Đồng thời dễ dàng quản lý: Xe vào bãi: biển số, mã thẻ, vào, vị trí gửi; Xe bãi: biển số, mã thẻ, vị trí lấy, tiền gửi • Camera: hiển thị hình ảnh liên tực lấy từ Camera 72 • Hình chụp lúc xe vào: lần xe hay xe vào hệ thống chụp lại hình ảnh nhằm lưu vào hệ thống vào dùng để nhận dạng biên số xe, nên vùng để hiển thị ảnh chụp • Ô hiển thị thông tin xe: hiển thị đầy đủ thông tin liên quan đến xe vào bãi • Hình cắt biển số: hình biển số cắt đưa hình ảnh chụp xe vào hệ thống xử lý ảnh • Các nút bấm chức bao gồm:  Chụp hình: chụp hình ảnh từ camera để đưa vào hệ thống xử lý (công cụ phục vụ cho nhiệm vụ debug)  Nhận dạng files: lấy hình ảnh từ máy tính để đưa vào xử lý ảnh (công cụ phục vụ cho nhiệm vụ debug)  Cài đặt: hiển thị bảng cài đặt hệ thống như: kết nối cổng COM RFID, kết nối camera, kết nối KEPServer, trạng thái plc, thông tin sở liệu…  Công cụ Debug: nút bấm phục vụ cho việc debug hệ thống xử lý  ảnh Quản Trị viên: hiển thị cửa sổ điều khiển cấp cao, thay đổi trực tiếp liệu PLC liệu sở liệu 4.2.3.2 Giao diện trang chủ bãi giữ xe ô tô tự động 73 Hình 4.26: Giao diện trang chủ bãi giữ xe ô tô tự động Giao diện trang chủ: mô tả chuyển động gần đồng thời gian với mô hình thực tế để trực quan với người dùng Các đèn báo hiển thị vị trí có xe, đồng thời hiển thị hình ảnh có xe vị trí với biển số xe Có sơ đồ tóm tắt đơn giản quy trình hoạt động bãi giữ xe Quan trọng hơn, giao diện ta quan sát xe vừa vào bãi với thông số: Vị trí, biển số, mã thẻ, vào bãi Xe vừa bãi với thống số: vị trí, biển số, mã thẻ, vào bãi, bãi tiền gửi Đồng thời, có thêm nút bấm tích hợp trang chủ để điều khiển tay, bảng thị trạng thái cảm biến động cơ, vị trí mà khung nâng đứng Bên cạnh đó, tạo Mode để dễ dàng quản lý giám sát: • Hệ thống quản lý: quản lý số lượng xe có bãi với thông tin liên quan như: biển số, mã thẻ, vào, vị trí • Cảnh báo lỗi: thị nhấp nháy có lỗi hệ thống, vào mode dễ dàng nhận biết lỗi báo • Hệ thống máy móc: thị kết nối, trạng thái hoạt động động cơ, cảm biến, điện lưới… • Điều khiển tay: thực thao tác điều khiển nút bấm để lấy xe gửi xe vào xảy lỗi (mode “cảnh báo lỗi” nhấp nháy) máy tính không nhận dạng biển số xe người dùng thẻ từ 74 4.2.3.3 Giao diện hệ thống quản lý xe bãi Hình 4.27: Giao diện hệ thống quản lý xe bãi Giao diện giúp người dùng dễ dàng quan sát số lượng xe có bãi, xe có vị trí nào, biển số, mã thẻ vào bãi Khi xảy cố khách hàng thẻ, lúc khách hàng đọc biển số xe người quản lý tìm giao diện dễ dàng nhận xe khách hàng vị trí với thông tin liên quan để dễ dàng xử lý cho khách lấy xe thông qua mode “điều khiển tay” 75 4.2.3.4 Giao diện cảnh báo lỗi hệ thống Hình 4.28: Giao diện cảnh báo lỗi hệ thống Khi xảy lỗi hệ thống như: Khung nâng trượt vị trí ngang, khung nâng trượt vị trí dọc, khung nâng chưa nhận xe, vị trí gửi chưa nhận xe… Lúc này, hệ thống ngừng hoạt động mode “Cảnh báo lỗi” nhấp nháy Người dùng bấm mode để vào giao diện cảnh báo lỗi hệ thống, xem xét lỗi thị nhấp nhày thực khắc phục lỗi đó, vận hành lại hệ thống 76 4.2.3.5 Giao diện hệ thống máy móc Hình 4.29: Giao diện hệ thống máy móc Giao diện tổng quan thiết bị sử dụng hệ thống Đồng thời, ta liên kết đối tượng hình ảnh thiết bị với tag tương ứng, để thiết bị hoạt động hình ảnh thay đổi theo Bênh cạnh đó, ta giám sát trạng thái cảm biến, động cơ, tốc độ động cơ, nhiệt độ phòng máy… 77 4.2.3.6 Giao diện chế độ điều khiển tay Hình 4.30: Giao diện chế độ điều khiển tay Khi khách hàng thẻ, việc thực quét thẻ để lấy xe không thực Cách giải lúc khách hàng đọc biển số xe chứng minh giấy tờ xe mình, sau người giám sát kiểm tra có xe hệ thống Sử dụng chế độ điều khiển tay để mang xe cho khách đồng thời xóa liệu lưu SQL Server Ngoài ra, chế độ điều khiển tay cho phép thực khác phục lỗi hệ thống xảy ra, thực mang xe vào bãi trình nhận dạng biển số không thành công 78 Chương TỔNG KẾT 5.1 Kết đạt - Xây dựng mô hình khí mô tả hoạt động hệ thống bãi giữ xe xếp tầng - Điều khiển vị trí, tốc độ cho động - Thực kết nối liệu PC-OPC-PLC - Ứng dụng công nghệ RFID kết hợp camera nhận dạng biển số xe, thể tối ưu tự động hóa - Thiết kế giao diện giám sát thân thiện, dễ sử dụng - Xây dựng thuật toán lập trình cho hệ thống chạy ổn định 5.2 Kết luận Đề tài: “ Thiết kế thi công mô hình bãi giữ xe ô tô tự động” mô hình thực tế Phần quan trọng đề tài thiết kế thi công mô hình bãi giữ xe ô tô cất lấy xe cách tự động có sử dụng hệ thống bảo mật thẻ từ kết hợp nhận dạng biển số xe Để hoàn thành đề tài nhóm thực sử dụng tính PLC Siemens thiết bị, OPC, phương pháp truyền gửi liệu … Việc ứng dụng đề tài vào thực tế cần thiết tình hình thực tế nước ta thành phố lớn Tuy nhiên, đề tài áp dụng thực tế cần xem xét đến kinh phí xây dựng việc thi công mô hình đòi hỏi kinh phí cao 5.3 Những hạn chế đề tài định hướng phát triển đề tài Để tối ưu hóa diện tích mặt bằng, xây dựng hệ thống khung đôi, khung có nhiều tầng, khung nâng lấy xe hai hướng Cơ cấu nâng gầm xe chưa thực hoàn hảo, số dòng xe có kích thước gầm khác xa so với dòng xe thông thường Do đó, chúng em mong muốn phát triển cấu nâng gầm thành cấu nâng bánh Vì cấu nâng bánh đảm bảo tính xác, lúc khung nâng di chuyển xe ổn định cấu nâng 79 gầm Ngoài hệ thống nhận diện thẻ từ kếp hợp nhận dạng biển số, phát triển hệ thống quản lý dấu vân tay, kết hợp với hệ thống nhận diện bảng số Kết hợp hệ thống chuyển nguồn tự động ATS để phòng trường hợp điện lưới gây cố cho hệ thống Sử dụng nhiều cảm biến tăng thêm độ xác tính an toàn cho hệ thống TÀI LIỆU THAM KHẢO 80  Tài liệu tiếng Việt: [1] Nguyễn Đức Thành (2005) Đo lường điều khiển máy tính, nhà xuất đại học quốc gia TP.HCM [2] Trần Văn Hiếu (2015) Tự động hóa PLC S7-1200 với TIA PORTAL, nhà xuất khoa học kỹ thuật [3] Hoàng Minh Trí Tự động hóa trình công nghệ Khoa Điện-Điện tử, trường đại học Bách Khoa TP.HCM [4] Lương Mạnh Bá, Nguyễn Thanh Thủy (2002) Nhập Môn Xử lý ảnh số, nhà xuất khoa học Kỹ thuật  Tài liệu tiếng Anh: [5] S7-1200 System Manual [6] Getting started with S7-1200 [7] GMP Engineering Manual WinCC - Siemens [8] Using OPC in Visual Studio  Tài liệu từ Website: https://support.automation.siemens.com http://plcvietnam.com.vn/forum http://www.payitforward.edu.vn https://www.youtube.com/user/Siemens/videos 81 [...]... học vào trong thực tế giải quyết khó khăn này, chúng em thực hiện đề tài quyết định đưa ra và thi công đề tài: “ Thiết kế và thi công mô hình bãi giữ xe ô tô tự động 1.2 Mục tiêu của luận văn Mô hình bãi giữ xe ô tô tự động được thiết kế và thi công hoàn toàn dựa trên những kỹ thuật tự động và yêu cầu của thực tế đặt ra Mô hình là một thể 17 thống nhất giữa những kiến thức đã học về điều khiển tự động. .. án và thực hiện thiết kế và thi công mô hình bãi giữ xe ô tô tự động, và chính từ sự thành công và tính khả thi trên mô hình để các nhà đầu tư phát triển các dự án xây dựng công trình thực tế 19 Chương 2 PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN 2.1 Phân tích và lựa chọn giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động 2.1.1 Các giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động 2.1.1.1 Giải pháp bãi giữ xe ô tô người lái xe di chuyển vòng... Tóm tắt nguyên lý hoạt động bãi giữ xe ô tô tự động Bãi giữ xe ô tô tự động hoạt động tốt về mặt tự động hóa: Gửi xe: Hành khách muốn gửi xe, lái xe vào vị trí In của bãi giữ xe, tắt máy và ra ngoài Vào lúc này, hệ thống kiểm tra lại vị trí In đã có xe chưa thông qua cảm biến Khi đã có xe ở vị trí In, thao tác quét thẻ mới được chấp nhận Lúc này, nhân viên quản lý quét thẻ từ và giao cho hành khách... 2.6: Mô hình Solidworks 3D bãi giữ xe ô tô tự động 27 Hình 2.7: Mô hình Solidworks 3D khung giữ xe Động cơ “dọc” Động cơ “ra vào” Động cơ “ngang” Hình 2.8: Mô hình Solidworks 3D kết cấu khung nâng Nhiệm vụ 3 động cơ: Động cơ “dọc”: đưa khung nâng di chuyển theo phương thẳng đứng, lên xuống giữa các tầng Động cơ “ra vào”, di chuyển tay khung nâng cất/lấy xe ra vào vị trí Động cơ “ngang” di chuyển khung... Thuật toán tính toán cho khối FB2-Pos_doc Hình 4.23: Cấu hình phát xung PWM cho PLC S7-1200 DC/DC/DC Hình 4.24: Thuật toán điều khiển PLC từ máy tính Hình 4.25: Giao diện nhận dạng biển số xe thiết kế trên C# Hình 4.26: Giao diện trang chủ bãi giữ xe ô tô tự động Hình 4.27: Giao diện hệ thống quản lý xe trong bãi Hình 4.28: Giao diện cảnh báo lỗi hệ thống Hình 4.29: Giao diện hệ thống máy móc Hình 4.30:... văn đã lựa chọn và thực hiện đề tài Thiết kế và thi công mô hình bãi giữ xe ô tô tự động , với cấu trúc dạng tòa nhà vuông Tuy nhiên, trong phạm vi thực hiện đề tài có những hạn chế về mặt cơ khí, nên chỉ thiết kế một bên khung để xe, và dễ dàng phát triển hai khung để xe đối xứng nhau Hình 2.5: Lựa chọn “Giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động tòa nhà xếp tầng vuông” 23 2.2 Nhiệm vụ của luận văn 2.2.1 Tóm... hành trình và cảm biến dò line đơn Điều khiển tốc độ động cơ qua phương pháp điều chế độ rộng xung PWM của S7-1200 cho phù hợp với kết cấu của mô hình - Thiết kế mô hình cơ khí tối ưu và phù hợp với thực tế: Tiến hành tìm hiểu cách thiết kế phần cơ khí của các bãi giữ xe ô tô xếp tầng trong và ngoài nước Sau đó, tự thiết kế lại phần cơ khí của mình cho tối ưu và có hiệu quả kinh tế - Quản lý xe theo mã... lấy được xe buộc phải chứng minh có xe mình được gửi trong bãi bằng các giấy tờ tùy thân Người quản lý bãi giữ xe kiểm tra hệ thống đúng có biển số xe của khách được gửi trước đó, và sử dụng chế độ điều khiển tay để lấy xe ra, và xóa dữ liệu mã code RFID và biển số xe đã lưu cho vị trí đó Sau đó, cho hệ thống hoạt động trở lại bình thường 2.2.4 Thiết kế mô hình với Solidworks 3D Hình 2.6: Mô hình Solidworks...MỤC LỤC 4.1: Thiết kế mô hình Solidworks 3D Hình 4.2: Mô hình thực tế Hình 4.3: Kết cấu khung nâng Hình 4.4: Sơ đồ nguyên lý mạch cầu H 24VDC Hình 4.5: Mạch cầu H 24VDC Hình 4.6: Mạch cảm biến vật cản hồng ngoại Hình 4.7: Mạch cảm biến dò line đơn Hình 4.8: Bảng tủ điện điều khiển Hình 4.9: Thuật toán điều khiển cho PLC Hình 4.10: Sơ đồ hoạt động giữa OB1 với các khối chương trình con Hình 4.11: Khối... chỉ phù hợp với qui mô nhỏ: một hoặc vài hộ gia đình Ngoài ra, chưa có tối ưu hóa tính tự động 2.1.1.3 Giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động dạng tòa nhà hình trụ” Ưu điểm: diện tích lớn, số lượng xe nhiều, các pallet hoạt động lên xuống và theo các góc nhất định giảm thiểu thời gian lấy và gửi xe, xe hoàn toàn tắt máy nên không gây ô nhiễm khói bụi Nhược điểm: Để có số lượng chỗ để xe nhiều cần phải xây

Ngày đăng: 16/05/2016, 18:49

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH

  • TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH

  • NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

  • Người nhận xét

  • NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

  • Người nhận xét

  • ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT

  • LỜI CẢM ƠN

  • TÓM TẮT LUẬN VĂN

  • MỞ ĐẦU

  • Chương 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

    • 1.1. Tính cấp thiết của luận văn

    • 1.2. Mục tiêu của luận văn

    • 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

    • 1.4. Nhiệm vụ của luận văn

    • Chương 2. PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN

      • 2.1. Phân tích và lựa chọn giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động

        • 2.1.1. Các giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động

          • 2.1.1.1. Giải pháp “bãi giữ xe ô tô người lái xe di chuyển vòng quanh tòa nhà hình trụ”

          • 2.1.1.2. Giải pháp “bãi giữ xe ô tô xếp chồng”

          • 2.1.1.3. Giải pháp “bãi giữ xe ô tô tự động dạng tòa nhà hình trụ”

          • 2.1.1.4. Giải pháp “bãi giữ xe ô tô tự động dạng tòa nhà vuông”

          • 2.1.2. Lựa chọn phương án

          • 2.2. Nhiệm vụ của luận văn

            • 2.2.1. Tóm tắt nguyên lý hoạt động bãi giữ xe ô tô tự động

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan