Chương 1: Tổng quan Giới thiệu sơ lược về hệ thống điều khiển và giám sát hệ thống rửa xe ô tô tự động. Đặt ra mục tiêu phương pháp nghiên cứu thực hiện đề tài và giới hạn nội dung thực hiện. Chương 2: Cơ sở lý thuyết: Trình bày các phương pháp điều khiển, lý thuyết phần cứng cho hệ thống bao gồm PLC, biến tần, và kết nối điều khiển cho hệ thống. Chương 3: Tính toán và thiết kế cơ khí: Trình bày các yêu cầu thiết kế cơ khí của hệ thống.
Từ đó tính toán lựa chọn thiết bị phù hợp với yêu cầu hệ thống. Thiết kế bản vẽ cơ khí. Chương 4: Lựa chọn thiết kế hệ thống điện: Trình bày về cách lựa chọn các thiết bị điện, xây dựng sơ đồ khối và quy trình công nghệ. Thiết kế mạch điện là tiến hành lắp ráp tủ điện theo nguyên lý hoạt động của mô hình.
Chương 5: Thiết kế chương trình điều khiển và giao diện HMI: Từ sơ đồ khối thiết kế chương trình điều khiển cho mô hình và HMI. Chương 6: Giám sát hệ thống thông qua Webserver Trình bày quy trình thiết kế hệ thống giám sát thông qua Webserver, cách kết nối, cách lưu dữ liệu, thiết kế giao diện trang web, báo cáo trong quá trình hoạt động của hệ thống. Trình bày cách kết nối và các công cụ hỗ trợ nghiên cứu, quy trình thiết kế và xử lý dữ liệu. Chương 7: Kết quả - thực nghiệm và đánh giá Trình bày kết quả thi công, chương trình điều khiển, trình bày kết quả thực hiện được khi giám sát qua Webserver.
Hướng dẫn vận hành, kết quả thực nghiệm và đánh giá hệ thống. Chương 8: Kết luận và phát triển: Sau khi hoàn thành tiến hành cho chạy thực nghiệm để quan sát mô hình được điều khiển thông qua Webserver. Kết luận về quá trình thực hiện đồ án và đề ra hướng phát triển cho dự án sắp tới. 4 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cấu trúc chung của hệ thống rửa xe ô tô tự động 1.
Khu vực nhập xe: Băng chuyền (trong hệ thống rửa xe bằng băng chuyền): Để xe di chuyển qua các trạm rửa. Cảm biến và hệ thống dẫn hướng: Để xác định vị trí và hướng của xe, đảm bảo xe được đặt đúng vị trí. Trạm phun nước sơ bộ: Vòi phun nước: Phun nước lên toàn bộ xe để loại bỏ bụi bẩn và làm mềm chất bẩn bám trên bề mặt. Trạm phun xà phòng: Vòi phun xà phòng: Phun dung dịch xà phòng hoặc chất tẩy rửa lên xe để làm sạch bụi bẩn, dầu mỡ.
Trạm cọ rửa: Bàn chải quay: Các bàn chải mềm, thường làm từ chất liệu không gây trầy xước, quay để cọ rửa bề mặt xe. Hệ thống cánh tay robot (trong hệ thống rửa xe bằng robot): Cánh tay robot di chuyển xung quanh xe để cọ rửa các bề mặt khó tiếp cận. Trạm rửa áp lực: Vòi phun áp lực cao: Phun nước với áp lực cao để rửa sạch xà phòng và bụi bẩn còn lại trên xe. Trạm phun chất tẩy rửa và bảo vệ: Vòi phun chất tẩy rửa: Phun các chất tẩy rửa đặc biệt để làm sạch và bảo vệ bề mặt xe.
Vòi phun sáp bảo vệ: Phun lớp sáp để bảo vệ bề mặt sơn của xe, tạo độ bóng và chống nước. Trạm sấy khô: Quạt sấy: Sử dụng quạt công suất lớn để thổi khô nước trên bề mặt xe, đảm bảo xe khô hoàn toàn sau khi rửa. Khu vực kiểm tra và hoàn tất: Hệ thống kiểm tra tự động: Kiểm tra kỹ lưỡng xem xe đã được rửa sạch và khô hoàn toàn. Khu vực hoàn tất bằng tay: Nhân viên có thể thực hiện các bước hoàn thiện như lau khô các chi tiết nhỏ, vệ sinh nội thất, hoặc bôi sáp bảo vệ bổ sung.
5 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 9. Hệ thống điều khiển và giám sát: Bảng điều khiển trung tâm: Quản lý và điều khiển toàn bộ quá trình rửa xe. Hệ thống giám sát và cảm biến: Theo dõi tình trạng của xe và các thiết bị trong hệ thống, đảm bảo hoạt động trơn tru và hiệu quả. Các thành phần này phối hợp hoạt động một cách nhịp nhàng để đảm bảo xe được rửa sạch hoàn toàn, nhanh chóng và hiệu quả.1: Hệ thống rửa xe ô tô tự động 2.2 Các hệ thống rửa xe ô tô tự động 2.1 Hệ thống rửa xe tự động bằng băng chuyền (Conveyor Car Wash) Hệ thống rửa xe tự động bằng băng chuyền (Conveyor Car Wash) là một loại công nghệ rửa xe tự động trong đó xe được di chuyển qua một loạt các trạm rửa khác nhau nhờ vào một băng chuyền.
Trong hệ thống này, xe không cần phải di chuyển; thay vào đó, nó được đặt cố định trên một băng chuyền, và băng chuyền sẽ di chuyển xe qua các giai đoạn rửa, cọ rửa, và sấy khô.2: Hệ thống rửa xe “Conveyor Car Wash” 6 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Ưu điểm: Hiệu quả và tốc độ cao: Có thể xử lý nhiều xe liên tiếp trong thời gian ngắn, rất thích hợp cho các trạm rửa xe có lưu lượng lớn. Tiết kiệm thời gian: Quá trình rửa xe được tự động hóa hoàn toàn, giúp tiết kiệm thời gian so với rửa xe thủ công. Chất lượng rửa đồng đều: Đảm bảo chất lượng rửa xe đồng đều cho mỗi chiếc xe nhờ quy trình tự động chuẩn hóa. Ít tốn công lao động: Giảm bớt sự cần thiết của lao động thủ công, giúp tiết kiệm chi phí nhân công.
Nhược điểm: Chi phí đầu tư ban đầu cao: Hệ thống phức tạp và công nghệ cao đòi hỏi chi phí lắp đặt và bảo trì đáng kể. Khả năng làm trầy xước xe: Nếu không được bảo trì đúng cách, bàn chải hoặc các bộ phận khác có thể gây trầy xước bề mặt xe. Hạn chế cho các xe không chuẩn kích thước: Khó khăn trong việc xử lý các loại xe có kích thước hoặc hình dáng không chuẩn. Bảo trì phức tạp: Hệ thống yêu cầu bảo trì định kỳ để đảm bảo hoạt động hiệu quả và kéo dài tuổi thọ thiết bị.2 Hệ thống rửa xe tự động bằng robot (Robotic Car Wash) Hệ thống rửa xe tự động bằng robot (Robotic Car Wash) là một loại công nghệ rửa xe trong đó các robot được lập trình để thực hiện các công đoạn rửa xe một cách tự động và chính xác.
Các cánh tay robot được trang bị vòi phun nước, bàn chải và các thiết bị khác để rửa, làm sạch và sấy khô xe mà không cần sự can thiệp của con người.3: Hệ thống rửa xe “Robotic Car Wash” 7 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Ưu điểm của hệ thống rửa xe bằng robot: Độ chính xác cao: Robot có thể được lập trình để làm sạch từng chi tiết nhỏ của xe, đảm bảo xe được rửa sạch hoàn toàn. Ít tiếp xúc vật lý: Giảm nguy cơ trầy xước bề mặt xe do robot sử dụng công nghệ phun nước áp lực cao và các thiết bị không chạm. Tiết kiệm nước và chất tẩy rửa: Các hệ thống này thường được thiết kế để tối ưu hóa lượng nước và chất tẩy rửa sử dụng, giúp tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường. Tự động hóa hoàn toàn: Hệ thống hoạt động hoàn toàn tự động, giảm thiểu sự can thiệp của con người và tăng hiệu quả vận hành.
Tùy chỉnh linh hoạt: Robot có thể dễ dàng điều chỉnh để phù hợp với các loại xe khác nhau và các yêu cầu rửa cụ thể. Nhược điểm của hệ thống rửa xe bằng robot: Chi phí đầu tư cao: Công nghệ robot tiên tiến đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu lớn cho việc lắp đặt và trang bị hệ thống. Bảo trì phức tạp: Hệ thống robot đòi hỏi bảo trì thường xuyên và kỹ thuật viên có chuyên môn cao để đảm bảo hoạt động ổn định. Yêu cầu kỹ thuật cao: Cần có kỹ thuật viên chuyên nghiệp để vận hành và bảo trì hệ thống, tăng chi phí lao động.
Phụ thuộc vào công nghệ: Hệ thống có thể gặp sự cố kỹ thuật và ngừng hoạt động nếu có vấn đề về phần mềm hoặc phần cứng. Khó khăn với hình dạng xe đặc biệt: Một số xe có hình dạng đặc biệt hoặc có các phụ kiện bên ngoài có thể khó được làm sạch hoàn toàn bằng hệ thống robot.3 Các cơ sở lý thuyết liên quan 2.1 Phương pháp điều khiển khiển động cơ 1. Phương pháp điều khiển vị trí và tốc độ qua PID Đối với phương pháp này có độ chính xác cao: PID cho phép điều khiển chính xác tốc độ và vị trí của băng tải. Phản hồi nhanh: Khả năng điều chỉnh nhanh, phù hợp cho các băng tải cần thay đổi tốc độ liên tục.
Nhược điểm: Phức tạp: Cần thời gian để thiết lập và tinh chỉnh các tham số PID. Phù hợp khi: Yêu cầu điều khiển chính xác và đáp ứng nhanh chóng. Băng tải cần thay đổi tốc độ và vị trí thường xuyên. 8 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.
Điều khiển Dòng điện (Current Control) Ưu điểm: Kiểm soát mô-men xoắn chính xác: Điều khiển dòng điện giúp duy trì mô-men xoắn ổn định. Phản hồi nhanh: Phù hợp với các băng tải có tải trọng thay đổi liên tục. Nhược điểm: Phức tạp: Cần thiết bị điều khiển và cảm biến dòng điện chất lượng cao. Chi phí cao: Tăng chi phí hệ thống.
Phù hợp khi: Băng tải có tải trọng thay đổi nhanh chóng và cần kiểm soát mô-men xoắn chặt chẽ. Điều khiển Tần số (Frequency Control - VFD) Ưu điểm: Đơn giản và kinh tế: Dễ thiết lập và ít tốn kém. Hiệu suất tốt: Đáp ứng đủ yêu cầu cho hầu hết các băng tải công nghiệp. Nhược điểm: Độ chính xác thấp: Không phù hợp cho các ứng dụng cần điều khiển vị trí hoặc mô-men xoắn chính xác.
Phản hồi chậm: Phản hồi chậm hơn so với các phương pháp khác. Phù hợp khi: Yêu cầu điều khiển tốc độ đơn giản, không cần độ chính xác cao. Ứng dụng băng tải thông thường với tải trọng và tốc độ ổn định.2 Giới thiệu về PLC và Inverter 1. PLC “Programmable Logic Controller” PLC viết tắt của Programmable Logic Controller là thiết bị cho phép lập trình thực hiện các thuật toán điều khiển Logic.
Bộ lập trình PLC nhận các tín hiệu từ ngõ vào Input và thực hiện hoạt động thông qua ngõ ra Output. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định bởi một chương trình. Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình này.