thiết kế mô hình bãi đậu xe tự động

Đồ án tốt nghiệp

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Khoa Điện ------ *** ------

KHOA ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tên:

Lớp: 08Đ2

Khoa: Điện

Nghành: Kỹ thuật điện

Đề tài: Thiết kế mô hình bãi đậu xe tự động

Số liệu: Khoa điện trường cao đẳng công nghệ

Nội dung thiết kế:

Chương I: TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG

Chương II: GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

Chương III: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC THIẾT BỊ BÃI ĐẬU XE

Chương IV: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG

Chương V: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG

Các bảng vẽ được mô phỏng trên máy vi tính

Cán bộ hướng dẫn: TS NGUYỄN ANH DUY

Ngày giao đề tài: Ngày 22 tháng 2 năm 2011

Ngày nộp đề tài: Ngày 28 tháng 5 năm 2011

Trang- 1

Đồ án tốt nghiệp

Ngày tháng năm 2011 Ngày tháng năm 2011

Cán bộ duyệt Cán bộ hướng dẫn

Ngày tháng năm 2011 Ngày tháng năm 2011

Chủ nhiệm khoa Chủ tịch hội đồng

Ngày tháng năm 2011

Tổ trưởng bộ môn

Trang- 1

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG

1.1 Yêu cầu thực tế

7

1.2 Giới thiệu vài nét về bãi đậu xe tự động chuẩn

8

1.2.1 Hình ảnh một số bãi đậu xe trên thế giới...................................................17

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

2.1 Đặc điểm bộ lập trình ..................................................................................19

2.2 Những khái niệm cơ bản.............................................................................20

2.2.1 PC hay PLC........................................................................................... 21

2.2.2 So sánh với các hệ thống điều khiển khác............................................. 21

2.3 Cấu trúc phần cứng của PLC........................................................................ 22

2.3.1 Bộ xử lý trung tâm.................................................................................. 23

2.3.2. Bộ nhớ và bộ phận khác........................................................................ 24

2.4 Lợi ích của việc sử dụng plc......................................................................... 25

2.5. Một vài lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng plc..................................................... 25

2.6 Khái niệm cơ bản về vấn đề lập trình plc.....................................................26

2.6.1. Giải thích chương trình ladder................................................................27

2.6.2. Ngõ vào và ngõ ra.................................................................................. 27

2.6.3. Rơ le (---( )---).......................................................................................28

2.6.4. Thanh ghi (Register)................................................................................28

2.6.5. Bộ đếm.....................................................................................................29

2.6.6. Bộ định thời gian (Timer)........................................................................29

2.6.7. Tập lệnh trong PLC..................................................................................30

2.7 Cơ chế hoạt động và xử lý tín hiệu trên plc.....................................................30

2.7.1. Cơ chế hoạt động......................................................................................31

2.7.2. Phương pháp xử lý....................................................................................31

2.7.2.1 Phương pháp cập nhật liên tục................................................................33

2.7.2.2. Phương pháp xử lý 1 khối......................................................................33

2.8 Thiết bị điều khiển logic khả trình S7 - 200......................................................33

2.8.1 Cấu hình cứng...........................................................................................35

2.8.1.1 CPU 226................................................................................................35

2.8.1.2. Cổng truyền thông................................................................................35

2.8.1.3. Công tắc chọn chế độ làm việc cho PLC.............................................37

2.8.1.4. Chỉnh định tương tự.............................................................................37

2.8.1.5. Nguồn nuôi bộ nhớ và nguồn pin....................................................... 37

2.8.2. Cấu trúc bộ nhớ.............................................................................................37

2.8.2.1. Phân chia bộ nhớ...................................................................................37

2.8.2.2. Vùng dữ liệu.........................................................................................38

2.8.2.3. Vùng đối tượng.....................................................................................40

2.8.3. Thực hiện chương trình................................................................................40

2.9 Ngôn ngữ lập trình của S7-200..........................................................................41

2.9.1 Phương pháp lập trình...............................................................................41

Trang- 1

Đồ án tốt nghiệp

2.9.1.1. Định nghĩa về LAD............................................................................42

2.9.1.2. Định nghĩa về STL..............................................................................42

2.9.2. Tập lệnh của S7-200...............................................................................43

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC THIẾT BỊ BÃI ĐẬU XE

3.1 Giới thiệu bộ cảm biến......................................................................................44

3.1.1. Định nghĩa .............................................................................................44

3.1.2. Cảm biến quang.............................................................................................44

3.1.2.1 Nguyên tắc hoạt động...........................................................................44

3.1.2.2. Nguồn sáng..........................................................................................45

3.1.2.2.1 Led hồng ngoại..................................................................................45

3.2 Phân loại cảm biến......................................................................................47

3.2.1 Cảm biến phát hiện những chùm tia truyền qua .....................................47

3.2.2 Cảm biến phát hiện những chùm tia phản xạ...........................................47

3.2.3 Cảm biến phản xạ khuếch tán...................................................................47

3.2.4 Cảm biến sử dụng sợi dẫn.........................................................................48

3.3 Các ứng dụng của cảm biến quang thường gặp trong thực tế............................48

3.4 Các thông số kỹ thuật của E3JM-10M4............................................................ 49

3.5 Giới thiệu về timer và counter........................................................................ 49

3.5.1 Lệnh điều khiển Timer........................................................................... 49

3.5.2 Lệnh điều khiển Counter..........................................................................51

3.6. Cấu tạo động cơ điện một chiều .................................................................... 53

3.7 Bộ nguồn...........................................................................................................53

3.8 Mô hình bãi đậu xe thực tế................................................................................54

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ CẤU HÌNH MẠNG CHO BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG

4.1 Yêu cầu công nghệ của bãi đậu xe được thiết kế.....................................................55

4.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bãi đậu xe được thiết kế.................................55

4.3 Giao diện chính bãi giữ xe của đề tài thiết kế..........................................................56

CHƯƠNG 5 : CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG

5.1 Lưu đồ thuật toán ........................................................................................................57

5.1.1 Lưu đồ thuật toán ở mỗi cổng khi có xe vào....................................................57

5.1.2 Lưu đồ thuật toán ở mỗi cổng khi có xe ra.....................................................58

5.2 Giản đồ thời gian............................................................................................... 59

5.2.1 Giản đồ thời gian khi có xe vào..............................................................59

5.2.2 Giản đồ thời gian khi có xe ra ............................................................... 60

5.3 Bảng phân công đầu vào đầu ra........................................................................ 61

5.4 Chương trình điều khiển....................................................................................62

Trang- 1

Đồ án tốt nghiệp

Lời nói đầu

Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ chế tạo thiết bị tự động

hóa, kết hợp với những thành tựu trong công nghệ vi điện tử và công nghệ thông tin,

đã cho phép tạo nên một giải pháp tự động hoá hoàn toàn trong mọi lĩnh vực. Có thể

nói tự động hoá đã trở thành xu hướng tất yếu của bất kỳ quốc gia, lãnh thỗ nào.

Ngôn ngữ lập trình PLC đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như:

Chế biến thực phẩm, sản xuất xi măng, gạch... gắn liền với các tên tuổi hàng đầu trong việc

chế tạo các thiết bị tự động hoá như CNC... là các hãng như :Siemens, Honeywell, Alen

Bradley, ABB, Mitsubishi, Omron... và các hệ thống mạng kèm theo là : Hệ thống sản xuất

linh hoạt(FMS), hệ thống điều khiển phân tán (DCS)... đã tạo nên bước phát triển nhảy vọt

trong nền sản xuất công nghiệp.

Hiện nay ở nước ta, PLC đã được đưa vào sử dụng trong nhiều nhà máy, xí nghiệp để

giám sát chặt chẽ các quy trình công nghê, kỹ thuật hết sức phức tạp, nhằm nâng cao chất

lượng sản phẩm, giảm giá thành, đáp ứng kịp thời yêu cầu ngày càng cao của xã hội.

Xuất phát từ thực trạng giao thông ở các thành phố lớn ở nước ta (như Hà Nội, Tp

Hồ Chí Minh) và các nước trên thế giới, với sự gia tăng ngày càng lớn của các phương tiện

giao thông (đặc biệt là ôtô), một nhu cầu về bãi đậu đỗ cho các phương tiện giao thông là yêu

cầu cấp bách. Một mặt, giảm tắt nghẽn giao thông, nó còn đem lại mặt thẩm mỹ cho một

thành phố lớn hiện đại. Với lý do đó, nhóm chúng em đã khảo sát thiết kế một mô hình bãi

đậu xe tự động Qua một thời gian hơn 3 tháng tìm hiểu và thực hiện đề tài nhờ được sự

hướng dẫn tận tình của thầy giáo: TS. Nguyễn Anh Duy và các thầy cô trong Bộ môn tự động

hoá -Đo lường, chúng em đã hoàn thành đề tài.

Mặc dù đã hết sức cố gắng song chắc chắn đề tài còn có nhiều thiếu sót. Kính mong

được sự giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo. Chúng em xin chân thành cảm ơn .

Đà nẵng, ngày 10 tháng 5 năm 2011

Sinh viên thực hiện

Trang- 1

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG

1.1. Yêu cầu thực tế.

Từ thực trạng thiếu các bãi đỗ xe cho các phương tiện giao thông , khiến các phương

tiện này phải chiếm lòng, lề đường để tạm thời làm nơi đậu đỗ. Tình hình đó dễ gây ra ùn tắt

giao thông, tai nạn giao thông và mất vẻ mỹ quang của thành phố. Bên cạnh đó, tình trạng này

càng gia tăng khi số lượng phương tiện giao thông đang mỗi ngãy một tăng lên.

Hình 1.1: Thực trạng giao thông ở thành phố lớn hiện nay

Theo báo Thanh niên (ra ngày Thứ Năm, 02/06/2005), thì đây là thực trạng đang diễn

ra hằng ngày ở TP. HCM. Theo thống kê sơ bộ của Sở Giao thông- Công chính

TP.HCM(GTCC), cuối năm 2004, tại các quận trung tâm thành phố chỉ có thể bố trí khoảng

3500 chỗ đậu xe, kể cả chỗ đậu được phép trên lề đường và trong các bãi đậu xe công cộng.

Trong khi đó hằng ngày có hơn 5800 xe có nhu cầu về chỗ đậu, điều này dẫn đến tình trạng

các tài xế có thể tìm bất cứ chỗ nào để đậu, kể cả lòng lề đường gây cản trở giao thông. Chỉ

tính riêng khu vực trung tâm Q1, nhu cầu đậu đỗ xe trung bình là 1200 xe/ngày, nhưng các

bãi đậu xe công cộng chỉ đáp ứng khoảng 350 xe, các bãi đậu xe của khách sạn, trung tâm

thương mại, cao ốc văn phòng là 500 xe. Ông Trần Quang Phượng- Phó giám đốc Sở GTCC

TP.HCM cho biết toàn thành phố có khoảng 2.6 triệu phương tiện giao thông, trong đó trên

200000 xe 4 bánh. Mức tăng trưởng phương tiện giao thông, đặc biệt là xe tư nhân đã tăng từ

12% năm 2003 lên 20%năm 2004. Như vậy nhu cầu để có bãi đỗ xe là nhu cầu cấp thiết hiện

nay .

Trang- 1