Nghiên Cứu, Thiết Kế và Xây Dựng Hệ Thống Bãi Gửi Xe Ba Tầng Tự Động

Hệ thống bãi gửi xe ba tầng tự động đang trở thành một giải pháp tối ưu cho việc quản lý không gian đỗ xe tại các… 89 trang · Trường Đại Học Phenikaa · 2024.

• Tác giả: Nguyễn Minh Thắng
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Thanh Vân
• Trường học: Trường Đại Học Phenikaa
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa
• Đề tài: Nghiên Cứu, Thiết Kế, Xây Dựng Hệ Thống Bãi Gửi Xe Ba Tầng Tự Động
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: Lý thuyết về thiết bị
• 1.1. PLC Siemens S7-1200
• 1.2. Động cơ bước Stepper Motor
• 1.3. Driver TB6600
• 1.4. Nguồn tổ ong
• 1.5. Aptomat
• 1.6. Cầu đấu điện
• 1.7. Đầu đọc RFID SIMATIC RF300
• 1.8. Nút nhấn và công tắc
• 1.9. Đèn báo
• 1.10. Màn hình HMI Siemens
• 2. CHƯƠNG II: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 2.1. Tổng quan về hệ thống. Thiết kế mô hình và cơ cấu hệ thống
• 2.2. Giới thiệu phần mềm Solidworks
• 2.3. Bản vẽ 3D các chi tiết
• 2.4. Bản vẽ 3D mô hình hệ thống
• 2.5. Mô hình thực tế
• 2.6. Thiết kế tủ điện
• 2.7. Giới thiệu phần mềm Eplan Electric
• 2.8. Bản vẽ sơ đồ một sợi của hệ thống
• 2.9. Bản vẽ sơ đồ nhiều sợi của hệ thống
• 2.10. Thi công tủ điện
• 2.11. Tổng kết chương II
• 3. CHƯƠNG III: LẬP TRÌNH HỆ THỐNG
• 3.1. Cấu hình thiết bị
• 3.2. Cấu hình PLC
• 3.3. Cấu hình HMI
• 3.4. Cấu hình cho động cơ. Cấu hình cho RFID
• 3.5. Chương trình PLC
• 3.6. Quản lý dữ liệu và thông số
• 3.7. Phân loại cấp bậc điều khiển
• 3.8. Khối Check_in
• 3.9. Khối Check_out
• 3.10. Khối Manual_Control
• 3.11. Khối Auto_Control
• 3.12. Khối Set_up
• 3.13. Khối Back_to_0
• 3.14. Khối Total_Program. Màn hình HMI
• 3.15. Màn hình Main_Screen
• 3.16. Màn hình Hand_Controlling. Màn hình Velocity_setting
• 3.17. Màn hình Error. Màn hình Information
• 3.18. Cài đặt quyền quản trị
• 3.19. Tổng kết chương III
• 4. CHƯƠNG IV: Định hướng mở rộng
• 4.1. Cài đặt địa chỉ cho máy tính
• 4.2. Kiểm tra kết nối Ethernet
• 4.3. Sử dụng mô phỏng HMI với PLC thật
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Hệ Thống Bãi Gửi Xe Ba Tầng Tự Động

Hệ thống bãi gửi xe ba tầng tự động đang trở thành một giải pháp tối ưu cho việc quản lý không gian đỗ xe tại các khu vực đông đúc như trung tâm thương mại và tòa nhà cao tầng. Với sự phát triển của công nghệ, hệ thống này không chỉ giúp tiết kiệm diện tích mà còn nâng cao hiệu quả trong việc sắp xếp và quản lý xe. Việc áp dụng công nghệ bãi gửi xe tự động giúp giảm thiểu thời gian tìm kiếm chỗ đỗ, đồng thời tăng cường an toàn cho phương tiện.

1.1. Đặc điểm nổi bật của hệ thống bãi gửi xe tự động

Hệ thống bãi gửi xe tự động có nhiều đặc điểm nổi bật như khả năng vận hành liên tục, tiết kiệm không gian và giảm thiểu sự can thiệp của con người. Các tính năng bãi gửi xe tự động bao gồm khả năng tự động hóa hoàn toàn quá trình đỗ xe và lấy xe, giúp giảm thiểu rủi ro và tăng cường an toàn.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng hệ thống bãi gửi xe thông minh

Việc sử dụng hệ thống bãi đỗ xe thông minh mang lại nhiều lợi ích như giảm thiểu thời gian chờ đợi, tối ưu hóa không gian đỗ xe và nâng cao trải nghiệm của người dùng. Hệ thống này cũng giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường do việc di chuyển xe trong khu vực đông đúc.

II. Vấn đề và Thách thức trong Thiết Kế Hệ Thống Bãi Gửi Xe

Mặc dù hệ thống bãi gửi xe ba tầng tự động mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng đối mặt với nhiều thách thức trong quá trình thiết kế và triển khai. Các vấn đề như chi phí đầu tư ban đầu cao, yêu cầu về kỹ thuật và công nghệ, cũng như việc bảo trì hệ thống là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Chi phí đầu tư và bảo trì hệ thống

Chi phí đầu tư cho hệ thống bãi gửi xe tự động có thể cao, bao gồm chi phí thiết bị, lắp đặt và bảo trì. Việc bảo trì định kỳ là cần thiết để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và an toàn.

2.2. Yêu cầu về công nghệ và kỹ thuật

Hệ thống bãi gửi xe tự động yêu cầu công nghệ tiên tiến và kỹ thuật cao trong thiết kế và vận hành. Việc lựa chọn công nghệ bãi gửi xe phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống.

III. Phương Pháp Thiết Kế Hệ Thống Bãi Gửi Xe Tự Động

Thiết kế hệ thống bãi gửi xe ba tầng tự động bao gồm nhiều bước quan trọng từ việc lập kế hoạch, thiết kế mô hình đến lập trình hệ thống. Sử dụng phần mềm như SolidWorks và Eplan giúp tạo ra các bản vẽ chi tiết và mô phỏng hoạt động của hệ thống.

3.1. Lập kế hoạch và thiết kế mô hình

Lập kế hoạch chi tiết và thiết kế mô hình là bước đầu tiên trong quá trình phát triển hệ thống bãi gửi xe tự động. Sử dụng phần mềm SolidWorks giúp tạo ra các bản vẽ 3D chính xác, từ đó dễ dàng hình dung cấu trúc và hoạt động của hệ thống.

3.2. Lập trình và kiểm tra hệ thống

Lập trình hệ thống sử dụng phần mềm TIA Portal với bộ điều khiển PLC S71200. Việc kiểm tra và mô phỏng hệ thống là cần thiết để đảm bảo mọi chức năng hoạt động đúng như thiết kế, từ đó nâng cao hiệu suất và độ tin cậy.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn và Kết Quả Nghiên Cứu

Hệ thống bãi gửi xe ba tầng tự động đã được triển khai thành công tại một số địa điểm, cho thấy hiệu quả trong việc tối ưu hóa không gian và giảm thiểu thời gian tìm kiếm chỗ đỗ. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ thống này không chỉ tiết kiệm diện tích mà còn nâng cao trải nghiệm của người dùng.

4.1. Kết quả thực tế từ các dự án triển khai

Các dự án triển khai hệ thống bãi gửi xe tự động đã cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong việc quản lý không gian đỗ xe. Thời gian tìm kiếm chỗ đỗ giảm đáng kể, đồng thời tăng cường an toàn cho phương tiện.

4.2. Phản hồi từ người sử dụng

Phản hồi từ người sử dụng cho thấy sự hài lòng cao với hệ thống bãi gửi xe thông minh. Người dùng đánh giá cao tính tiện lợi và hiệu quả của hệ thống trong việc quản lý xe cộ.

V. Kết Luận và Tương Lai của Hệ Thống Bãi Gửi Xe Tự Động

Hệ thống bãi gửi xe ba tầng tự động đang mở ra nhiều cơ hội mới cho việc quản lý không gian đỗ xe trong tương lai. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, hệ thống này hứa hẹn sẽ ngày càng hoàn thiện và đáp ứng tốt hơn nhu cầu của người sử dụng.

5.1. Triển vọng phát triển trong tương lai

Triển vọng phát triển của hệ thống bãi gửi xe tự động rất khả quan, với khả năng tích hợp công nghệ mới như AI và IoT để nâng cao hiệu suất và tính năng của hệ thống.

5.2. Những thách thức cần vượt qua

Mặc dù có nhiều triển vọng, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần vượt qua như chi phí đầu tư, yêu cầu về công nghệ và sự chấp nhận của người dùng đối với hệ thống bãi gửi xe thông minh.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh đô thị hóa và sự gia tăng nhanh chóng của các phương tiện giao thông cá nhân, nhu cầu về diện tích đỗ xe tại các trung tâm thương mại, tòa nhà cao tầng và siêu thị ngày càng trở nên cấp thiết. Các bãi đỗ xe truyền thống chiếm dụng diện tích mặt bằng lớn và đòi hỏi nhiều nhân lực quản lý thủ công. Trước yêu cầu tự động hóa nhằm giảm thiểu sức lao động và tối ưu hóa không gian lưu trữ, tác giả Nguyễn Minh Thắng (ngành Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa, Trường Đại học Phenikaa) đã thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài "Nghiên cứu, thiết kế, xây dựng hệ thống bãi gửi xe ba tầng tự động" dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Thị Thanh Vân (hoàn thành tháng 4 năm 2024).

Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể của đề tài được xác định theo tiến trình kỹ thuật gồm:

1. Nghiên cứu tổng quan nguyên lý hoạt động của hệ thống lưu trữ xe dạng tháp tròn và các tiêu chuẩn điều khiển vị trí trong công nghiệp.
2. Thiết kế mô hình cơ khí 3D và cơ cấu chấp hành đa trục chuyển động trên phần mềm SolidWorks; tiến hành gia công, lắp ráp mô hình vật lý.
3. Thiết kế hệ thống cung cấp nguồn, mạch động lực và mạch điều khiển bằng phần mềm Eplan Electric theo đúng các tiêu chuẩn công nghiệp (sơ đồ một sợi, sơ đồ nhiều sợi, quy chuẩn đánh số thiết bị); thi công tủ điện thực tế.
4. Lựa chọn cấu hình thiết bị điều khiển khả trình PLC S7-1200, đầu đọc thẻ RFID, driver và các động cơ bước; thực hiện tính toán phối ghép tín hiệu điện.
5. Xây dựng chương trình điều khiển trên phần mềm TIA Portal theo cấu trúc phân tầng chức năng; thiết kế giao diện vận hành và giám sát trên màn hình HMI Siemens.
6. Thử nghiệm liên động toàn hệ thống ở các chế độ vận hành tự động (Auto) và bằng tay (Manual), xử lý các tình huống dừng khẩn cấp và hiệu chỉnh sai lệch cơ khí.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là mô hình bãi gửi xe tự động 3 tầng dạng tròn và giải pháp tích hợp phần cứng - phần mềm điều khiển công nghiệp. Phạm vi thực hiện bao gồm việc chế tạo mô hình vật lý quy mô phòng thí nghiệm (sức chứa mô phỏng 4 vị trí mỗi tầng, tổng cộng 12 vị trí), thiết kế tủ điều khiển và lập trình hệ thống. Thời gian triển khai đồ án từ ngày 10/10/2023 đến ngày 02/01/2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết của đề tài được xây dựng dựa trên nguyên lý điều khiển chuyển động số (Motion Control) và kỹ thuật tự động hóa công nghiệp tích hợp:

• Lý thuyết điều khiển động cơ bước (Stepper Motor): Nguyên lý biến đổi chuỗi xung số thành chuyển động góc quay hoặc tịnh tiến rời rạc; các phương pháp kích từ (dạng sóng, đủ bước, nửa bước và vi bước); đặc tính mô-men giữ và hiện tượng trượt bước khi quá tải quán tính.
• Lý thuyết phối ghép điều khiển phát xung tốc độ cao (PTO/PWM): Nguyên lý ghép nối cách ly quang giữa ngõ ra số của bộ điều khiển khả trình PLC và ngõ vào nhận xung của Driver công nghiệp (chế độ cực âm chung - Common Cathode; tính toán điện trở hạn dòng bảo vệ ngõ vào).
• Công nghệ nhận dạng tần số vô tuyến RFID: Cấu trúc và nguyên lý thu phát dữ liệu không dây công nghiệp ở dải tần số cao (HF 13,56 MHz) theo các tiêu chuẩn ISO 15693 và RF300 chuyên dụng.
• Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống điện công nghiệp: Nguyên lý bảo vệ quá dòng, ngắn mạch bằng aptomat tép (MCB); phân tách cấp bảo vệ; kỹ thuật đấu nối cầu đấu trung gian (terminal blocks) và chuẩn hóa ký hiệu sơ đồ điện.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được tác giả áp dụng:

• Phương pháp mô hình hóa và thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD/CAE): Ứng dụng phần mềm SolidWorks để thiết kế tham số 3D từng chi tiết cơ khí và kiểm tra xung đột lắp ghép (Assembly Mate); ứng dụng Eplan Electric để xây dựng sơ đồ nguyên lý mạch điện một sợi và nhiều sợi theo tiêu chuẩn IEC.
• Phương pháp thực nghiệm chế tạo: Bóc tách vật liệu, gia công cắt nhôm định hình, cắt laser tấm nhựa mica, in 3D các chi tiết kết nối định hình; lắp ráp cơ cấu truyền động vít me và đai răng pulley; kiểm tra cơ khí bằng tay trước khi cấp điện.
• Phương pháp lập trình có cấu trúc (Structured Programming): Phân chia chương trình điều khiển trên TIA Portal thành các khối chức năng (Function - FC, Function Block - FB, Data Block - DB); ứng dụng các khối điều khiển chuyển động Motion Control dựng sẵn của Siemens.

Nguồn dữ liệu sử dụng trong đồ án gồm tài liệu kỹ thuật phần cứng chính hãng từ Siemens (tài liệu kỹ thuật dòng CPU S7-1200, hệ thống RFID SIMATIC RF300), tài liệu IC điều khiển TB6600HQ/HG từ nhà sản xuất linh kiện bán dẫn, và các tiêu chuẩn thiết kế tủ bảng điện công nghiệp.

Thiết kế và triển khai hệ thống

Hệ thống bãi gửi xe ba tầng tự động được thiết kế và triển khai thực tế qua ba phân hệ kỹ thuật chính: phân hệ cơ cấu cơ khí, phân hệ tủ điện - mạch lực và phân hệ điều khiển - truyền thông.

       [Màn hình HMI Siemens]
       (Tín hiệu xung 24V qua R=2kΩ)
       [3 x Driver TB6600]

1. Phân hệ cơ cấu cơ khí và kiến trúc bãi xe

Mô hình có kiến trúc dạng tháp trụ tròn 3 tầng. Mỗi tầng được bố trí 4 ô đỗ xe cố định phân bố đối xứng (tổng dung lượng hệ thống là 12 vị trí đỗ). Cơ cấu chấp hành trung tâm thực hiện 3 chuyển động độc lập:

• Chuyển động nâng - hạ bệ đỡ (trục Y) theo phương thẳng đứng thông qua trục vít me kết hợp con trượt bi, dẫn động bởi động cơ bước đặt ở đáy tháp.
• Chuyển động quay tròn định vị góc của tháp đỗ thông qua cơ cấu đĩa xoay và pulley truyền động đai.
• Chuyển động đẩy/thu thanh lấy phôi (đưa xe vào khay đỗ hoặc rút xe ra bệ nâng) bằng cơ cấu tịnh tiến dẫn động bởi động cơ bước thứ ba.

Khung chịu lực chính của mô hình sử dụng nhôm định hình cỡ 2020 ghép nối bằng ke góc vuông 2020 và 2828. Các cụm chuyển động trượt dẫn hướng sử dụng block trượt chuyên dụng Openbuilds. Các chi tiết gá đỡ motor, tấm phân tầng, thanh đỡ pulley và bàn nâng được chế tạo bằng phương pháp cắt laser tấm mica; các bộ phận gá trục phức tạp (gá đỡ trục Y kết nối đai ốc vít me, gá đỡ motor dưới, gá đỡ đầu trục vít me trên, khớp nối trục) được tạo hình bằng công nghệ in 3D FDM.

2. Phân hệ điện và thiết bị đóng cắt

Hệ thống cung cấp nguồn và đóng cắt được bố trí tập trung trong một tủ điện công nghiệp riêng biệt. Bản vẽ mạch điện được thiết kế trên phần mềm Eplan Electric. Cấu hình phần cứng và phân phối phụ tải được tổng hợp trong bảng sau:

STT	Thiết bị phần cứng	Thông số kỹ thuật / Mã thiết bị	Số lượng	Vai trò trong hệ thống
1	Bộ điều khiển PLC	Siemens S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC (6ES7 214-1AG40-0XB0)	01 bộ	Xử lý logic trung tâm, phát chuỗi xung điều khiển động cơ bước
2	Động cơ bước trục nâng/xoay	Stepper Motor Nema17	02 bộ	Dẫn động cơ cấu quay định vị tầng và cơ cấu lấy/trả phôi
3	Động cơ bước trục tải chính	Stepper Motor Nema23	01 bộ	Dẫn động trục vít me chịu tải nâng - hạ bệ đỡ phương đứng
4	Mạch công suất động cơ	Driver TB6600 (IC TB6600HQ/HG, tải cực đại 4A, áp 9–42VDC)	03 bộ	Nhận xung từ PLC, khuếch đại dòng điều khiển các cuộn pha
5	Bộ nguồn công nghiệp	Nguồn xung tổ ong 220VAC / 24VDC - 5A (Công suất 120W)	01 bộ	Cung cấp nguồn một chiều cho PLC, cảm biến, driver và HMI
6	Đầu đọc thẻ nhận dạng	Siemens SIMATIC RF300 (Tần số 13,56 MHz, IP67/IP68)	01 bộ	Quét mã thẻ xe tại vị trí cổng vào/ra của bãi đỗ
7	Thiết bị đóng cắt bảo vệ	Aptomat tép MCB 2 cực: 1 Aptomat 10A (tổng), 2 Aptomat 6A (nhánh)	03 bộ	Bảo vệ quá tải và ngắn mạch phân tầng cho tủ điện
8	Cầu đấu dây trung gian	Domino khối: loại 12 cực (2 bộ) và loại 4 cực (3 bộ)	05 bộ	Đấu nối phân phối nguồn, chuyển tiếp dây tín hiệu vào/ra PLC
9	Màn hình giao diện	Màn hình Siemens HMI kết nối Ethernet qua giao thức PROFINET	01 bộ	Giám sát trạng thái, điều khiển bằng tay và cấu hình vận tốc
10	Thiết bị ngoại vi mặt tủ	3 đèn báo pha/trạng thái (Xanh, Vàng, Đỏ), 6 nút nhấn, 1 chuyển mạch, 1 nút Emergency	11 chiếc	Vận hành điều khiển tại chỗ và phát cảnh báo trực quan

Về kỹ thuật đấu nối mạch điều khiển động cơ: Giữa PLC S7-1200 và Driver TB6600 áp dụng kiểu đấu nối cực âm chung (Cathode chung). Do ngõ ra transistor của CPU 1214C DC/DC/DC xuất tín hiệu mức điện áp 24VDC, trong khi ngưỡng dòng định mức vào các chân điều khiển PUL, DIR, ENA của TB6600 chỉ trong khoảng 8–15 mA (tương thích mức 5V), tác giả đã lắp nối tiếp một điện trở hạn dòng có giá trị 2 kΩ trên mỗi đường tín hiệu điều khiển nhằm tránh làm cháy cách ly quang của driver. Chân ENA+ và ENA- được để hở nhằm duy trì mô-men giữ mặc định cho động cơ.

Nút dừng khẩn cấp (Emergency Stop) trên mặt tủ được chọn loại tiếp điểm thường đóng (NC) và đấu nối tiếp trực tiếp với cuộn cắt/đường cấp của Aptomat tổng 10A, đảm bảo khi bị tác động sẽ ngắt nguồn toàn bộ hệ thống ngay lập tức.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Lý thuyết về thiết bị

Chương I tập trung hệ thống hóa toàn bộ lý thuyết về linh kiện, khí cụ điện và giải thuật điều khiển chuyển động phục vụ xây dựng hệ thống:

• Bộ điều khiển khả trình PLC S7-1200: Trình bày cấu trúc phần cứng của dòng CPU Siemens S7-1200, các module mở rộng tín hiệu (SM, SB), module truyền thông (RS232/RS485, cổng Ethernet công nghiệp tích hợp) và module cấp nguồn PS 1207. Tác giả luận chứng việc lựa chọn phiên bản CPU 1214C DC/DC/DC (mã 6ES7 214-1AG40-0XB0) dựa trên yêu cầu bắt buộc phải có ít nhất 3 ngõ ra phát xung tốc độ cao độc lập để điều khiển 3 động cơ bước.
• Động cơ bước và Driver TB6600: Phân tích nguyên lý chuyển động từng bước rời rạc theo chuỗi cấp nguồn vào các cuộn dây pha của stato; so sánh ưu điểm về khả năng định vị chính xác không cần hồi tiếp góc, lực giữ vị trí cao với nhược điểm sinh nhiệt và nguy cơ trượt bước khi quá tải. Trình bày thông số kỹ thuật của driver TB6600 (nguồn làm việc 9–42VDC, dòng cấp tối đa 4A, ngõ vào cách ly quang) và bảng thiết lập 6 công tắc gạt (DIP switches) để cài đặt dòng đỉnh và tỷ lệ chia vi bước.
• Đầu đọc thẻ RFID SIMATIC RF300 và thiết bị phụ trợ: Giới thiệu dòng thiết bị nhận dạng công nghiệp RF300 thế hệ thứ 2 hoạt động ở tần số 13,56 MHz, hỗ trợ chuẩn ISO 15693, khả năng kháng nhiễu công nghiệp và cấp bảo vệ IP67/IP68. Nêu cấu tạo và nguyên lý đấu nối của nguồn tổ ong 24VDC 5A, các dòng Aptomat (MCB, MCCB, RCCB, RCBO, ELCB), cầu đấu dây domino khối và các loại nút nhấn, công tắc chuyển mạch, đèn báo trạng thái.
• Điều khiển động cơ bước bằng thư viện công nghệ TIA Portal: Phân tích chi tiết các khối hàm điều khiển chuyển động (Motion Control Block) tích hợp trong hệ sinh thái TIA Portal thông qua cấu hình đối tượng công nghệ (Technology Object):
  • MC_Power: Khởi tạo và cấp quyền kích hoạt trục chuyển động (Axis).
  • MC_Home: Xác lập điểm gốc tọa độ tuyệt đối (Home position) cho cơ cấu cơ khí.
  • MC_MoveAbsolute: Điều khiển trục chuyển động đến tọa độ tuyệt đối xác định với vận tốc cài đặt trước (phương pháp được đồ án ứng dụng xuyên suốt hệ thống gửi xe).
  • MC_MoveJog: Điều khiển động cơ quay thuận hoặc quay nghịch thủ công theo tín hiệu nút nhấn.
  • MC_MoveRelative: Lệnh điều khiển dịch chuyển vị trí tương đối (tác giả phân tích lý thuyết nhưng xác nhận không sử dụng do hệ thống yêu cầu độ chính xác tọa độ tuyệt đối của từng ô xe).

Chương II: Thiết kế hệ thống

Chương II trình bày quy trình tính toán, thiết kế cơ khí và thi công hệ thống điện:

• Tổng quan nguyên lý hoạt động của bãi đỗ: Mô hình vận hành theo nguyên tắc tự động hóa vị trí. Khi người dùng quét thẻ RFID tại cổng vào và ấn nút xác nhận (được bố trí cách xa khu vực nâng hạ nhằm đảm bảo an toàn, người lái xe phải rời khỏi phương tiện mới thao tác được), hệ thống sẽ tính toán quét ô đỗ còn trống gần nhất trong 12 vị trí (ưu tiên tầng thấp trước) để tối ưu thời gian và tiêu thụ điện năng. Khi lấy xe, người dùng quét lại đúng thẻ RFID, hệ thống đối soát dữ liệu vị trí đã lưu trong bộ nhớ và tự động điều khiển cơ cấu đến đúng tọa độ để đưa xe trả về điểm tiếp nhận. Mặt ngoài tủ điện bố trí 3 đèn hiển thị (Xanh - Sẵn sàng/Available, Vàng - Đang bận/Busy, Đỏ - Báo lỗi/Error).
• Thiết kế mô hình 3D trên SolidWorks: Trình bày quy trình dựng hình tham số các chi tiết: thanh nhôm định hình 2020, ke góc, cụm gá nhựa in 3D, các tấm mica cắt laser, trục vít me và pulley truyền động. Tiến hành ghép nối cụm lắp ráp hoàn chỉnh (Assembly), gán ràng buộc hình học (Mate) để kiểm tra hành trình cơ học và xuất bản vẽ hình chiếu phối cảnh tổng thể.
• Thi công mô hình thực tế: Trình bày công đoạn cắt nhôm cơ khí, liên kết khung định hình bằng bu lông lục giác chìm, cố định các tấm đỡ mica, lắp ráp cơ cấu dẫn hướng vít me và bệ nâng. Tiến hành chạy thử cơ cấu chuyển động bằng tay trên toàn bộ hành trình để triệt tiêu ma sát và sai lệch cơ khí trước khi tích hợp động cơ.
• Thiết kế và thi công tủ điện trên Eplan Electric: Giới thiệu nền tảng Eplan CAE, các bước nhập thư viện linh kiện (nhập tệp .edz của CPU S7-1200 từ cổng Siemens Industry Mall). Xuất các bản vẽ kỹ thuật gồm: sơ đồ một sợi cấp nguồn tổng, sơ đồ nhiều sợi chi tiết cho mạch nguồn 24VDC, sơ đồ đấu nối ngõ vào/ngõ ra PLC, và sơ đồ nguyên lý mạch phát xung điều khiển driver TB6600. Trình bày quá trình gắn thanh ray, máng đi dây, bố trí thiết bị và kiểm tra thông mạch toàn bộ tủ điện thực tế.

Chương III: Lập trình hệ thống

Chương III trình bày giải thuật phần mềm và cấu trúc giao diện vận hành:

• Cấu hình phần cứng và truyền thông: Thiết lập cấu hình trạm PLC S7-1200 CPU 1214C, cấu hình module công nghệ phát xung trục (Technology Objects - Axis), gán các chân xuất xung PTO trên cổng ra transistor của PLC, khai báo cấu hình truyền thông Ethernet PROFINET liên kết giữa PLC và màn hình HMI. Cấu hình giao diện đọc dữ liệu khối nhận dạng RFID SIMATIC RF300.
• Cấu trúc chương trình PLC: Chương trình điều khiển được tổ chức theo phương pháp phân cấp và mô-đun hóa cao độ thành các khối xử lý chuyên biệt:
  • Khối Check_in: Quản lý quy trình tiếp nhận xe, đọc mã thẻ RFID, kiểm tra ma trận trạng thái các ô đỗ, gán ô trống tối ưu gần nhất và kích hoạt chu trình đưa xe vào khay.
  • Khối Check_out: Quản lý quy trình trả xe, đối chiếu mã thẻ RFID đầu vào với bảng dữ liệu đang lưu, định vị tọa độ ô đỗ tương ứng và điều khiển cơ cấu lấy xe trả về cửa bãi.
  • Khối Auto_Control: Điều phối chuỗi liên động tự động giữa 3 trục chuyển động (nâng hạ, xoay góc, đẩy phôi) thông qua các lệnh MC_MoveAbsolute. Quản lý các nút chức năng Start, Reset, Stop. Trong đó lệnh Stop chỉ có hiệu lực khi cơ cấu đã hoàn thành chu trình hiện tại và quay về vị trí nghỉ an toàn.
  • Khối Manual_Control: Cho phép kỹ thuật viên điều khiển độc lập từng chuyển động quay thuận/nghịch của từng động cơ thông qua khối MC_MoveJog khi chuyển mạch ở chế độ bằng tay.
  • Khối Set_up: Thiết lập các thông số khởi tạo hệ thống, ngưỡng vận tốc dịch chuyển và gia tốc trục.
  • Khối Back_to_0: Điều khiển đưa tất cả các cơ cấu chuyển động quay về điểm gốc tọa độ cơ khí thông qua khối MC_Home khi khởi động hoặc khi chuyển từ chế độ Manual sang Auto.
  • Khối Total_Program: Khối chương trình tổng hợp, tích hợp kiểm tra điều kiện an toàn, giám sát chuyển mạch chế độ vận hành (Auto/Manual) và xử lý liên động tín hiệu còi, đèn báo lỗi.
• Thiết kế giao diện HMI: Hệ thống màn hình giám sát và điều khiển người dùng bao gồm 5 trang chính:
  • Màn hình Main_Screen: Hiển thị đồ họa trực quan mặt bằng bãi xe 3 tầng, trạng thái chiếm dụng của 12 vị trí đỗ (báo trống/bận), trạng thái kết nối và các nút chuyển đổi chế độ.
  • Màn hình Hand_Controlling: Bàn giao diện điều khiển thủ công các trục nâng, xoay, gắp phôi phục vụ công tác bảo trì, cân chỉnh hệ thống.
  • Màn hình Velocity_setting: Cho phép cài đặt thông số vận tốc hoạt động tối đa, gia tốc và giảm tốc của từng động cơ bước.
  • Màn hình Error: Ghi nhận và hiển thị danh mục các lỗi vận hành, cảnh báo quá tải, kẹt cơ cấu hoặc mất tín hiệu truyền thông.
  • Màn hình Information: Hiển thị thông tin phiên bản đồ án và hướng dẫn vận hành.
  • Cài đặt quyền quản trị: Thiết lập phân quyền mật khẩu người dùng (User/Admin) để bảo vệ các trang cài đặt thông số kỹ thuật quan trọng.

Chương IV: Định hướng mở rộng

Chương IV trình bày các bước chuẩn bị kỹ thuật phục vụ việc kết nối mở rộng và thử nghiệm mô phỏng chuyên sâu:

• Quy trình cài đặt địa chỉ mạng IP tĩnh cho card mạng máy tính lập trình tương thích với dải mạng của PLC và HMI.
• Quy trình kiểm tra thông tuyến và kết nối vật lý qua giao thức Ethernet công nghiệp.
• Phương pháp thiết lập chế độ chạy mô phỏng HMI trực tiếp trên máy tính cá nhân liên kết thời gian thực với phần cứng PLC thật (Hardware-in-the-loop simulation) để kiểm tra logic trước khi tải vào panel vật lý.

Kết quả và đóng góp

Đồ án tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Minh Thắng đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu đề ra với những kết quả thực nghiệm rõ ràng:

• Về mô hình cơ khí: Hoàn thành thiết kế mô hình 3D trên SolidWorks và chế tạo thành công mô hình vật lý bãi đỗ xe 3 tầng với 12 vị trí đỗ. Cơ cấu nâng hạ trục vít me dẫn động bởi động cơ bước Nema23 và cơ cấu quay/gắp dẫn động bởi 2 động cơ Nema17 hoạt động ăn khớp, ổn định trên toàn bộ hành trình.
• Về hệ thống điện: Xây dựng hoàn chỉnh bộ bản vẽ sơ đồ điện một sợi và sơ đồ nhiều sợi trên phần mềm chuyên nghiệp Eplan Electric; lắp ráp hoàn thiện tủ điện điều khiển với hệ thống đóng cắt 3 cấp MCB (10A và 6A), nguồn xung 24VDC 5A, các cầu đấu domino phân tầng và mạch lái 3 Driver TB6600 có phối ghép điện trở hạn dòng 2 kΩ chuẩn xác.
• Về chương trình điều khiển và giám sát: Xây dựng mã điều khiển có cấu trúc trên TIA Portal cho PLC S7-1200 CPU 1214C, làm chủ giải thuật phát xung công nghệ điều khiển vị trí tuyệt đối (MC_MoveAbsolute, MC_Home, MC_Power); tích hợp thành công đầu đọc RFID SIMATIC RF300 tần số 13,56 MHz phục vụ kiểm soát vé xe tự động; hoàn thiện giao diện màn hình HMI Siemens với 5 phân trang giám sát và phân quyền bảo mật.

So với các bài tập lớn hoặc đề tài mô phỏng thuần túy trước đây, đóng góp tự thân nổi bật của đồ án là việc áp dụng đồng bộ quy trình kỹ thuật công nghiệp chuẩn mực từ khâu thiết kế cơ khí (SolidWorks), thiết kế điện (Eplan Electric) cho đến lập trình điều khiển tự động hóa (TIA Portal), tạo nên một sản phẩm phần cứng - phần mềm hoàn chỉnh chạy thực tế thay vì dừng lại ở mô phỏng lý thuyết.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Tác giả đã thẳng thắn ghi nhận các hạn chế trong nội văn đồ án:

• Do giới hạn về mặt thời gian và kinh phí thực hiện, mô hình mới chỉ dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm với 3 tầng và 12 vị trí đỗ, chưa mô phỏng được các cơ cấu chống rơi, cảm biến an toàn quang học chống kẹt xe thực tế khi có phương tiện thật di chuyển vào.
• Hệ thống sử dụng động cơ bước điều khiển vòng hở; mặc dù có độ chính xác định vị góc cao nhờ cơ chế vi bước của driver TB6600 nhưng vẫn tiềm ẩn nguy cơ sai lệch tích lũy hoặc mất bước nếu cơ cấu chịu tải trọng thay đổi đột ngột ngoài tính toán.

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo được đề tài định hướng:

• Mở rộng quy mô số tầng và số ô đỗ của bãi xe; nghiên cứu tích hợp động cơ Servo điều khiển vòng kín có encoder phản hồi để triệt tiêu hoàn toàn hiện tượng trượt bước và nâng cao tốc độ đáp ứng.
• Tích hợp mạng truyền thông công nghiệp diện rộng, kết nối cơ sở dữ liệu bãi đỗ xe lên hệ thống máy chủ SCADA trung tâm hoặc máy chủ đám mây để quản lý thanh toán tự động và hiển thị chỗ trống từ xa qua ứng dụng di động.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị kỹ thuật cao đối với sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa, Cơ điện tử, Kỹ thuật Điện - Điện tử khi thực hiện đồ án môn học hoặc đồ án tốt nghiệp liên quan đến hệ thống lưu kho tự động (AS/RS), bãi đỗ xe thông minh hay các máy công cụ điều khiển vị trí nhiều trục.

Nội dung đáng tham khảo đặc biệt bao gồm:

• Quy trình chuẩn hóa thiết kế bản vẽ tủ điện công nghiệp bằng Eplan Electric (sơ đồ một sợi, sơ đồ nhiều sợi và kỹ thuật tích hợp thư viện thiết bị hãng).
• Kỹ thuật tính toán phối ghép mức điện áp logic giữa ngõ ra 24VDC của PLC S7-1200 với các driver động cơ bước thông dụng dùng optocoupler 5V.
• Phương pháp cấu trúc hóa khối lệnh Motion Control trên TIA Portal để xây dựng hệ thống điều khiển vị trí tuyệt đối nhiều bậc tự do.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao đồ án lựa chọn phiên bản CPU PLC S7-1200 1214C DC/DC/DC thay vì phiên bản ngõ ra Relay?
Trả lời: Hệ thống bãi xe sử dụng 3 động cơ bước độc lập để nâng hạ, xoay tháp và đẩy phôi, do đó đòi hỏi bộ điều khiển phải có ít nhất 3 kênh phát xung tốc độ cao (Pulse Train Output - PTO). Phiên bản CPU 1214C DC/DC/DC sử dụng transistor ở ngõ ra cho phép đóng cắt tần số cao phục vụ điều khiển chuyển động, trong khi các dòng CPU ngõ ra Relay bị giới hạn về tần số đóng cắt cơ học và không thể xuất xung điều khiển driver bước.

2. Tại sao phải lắp thêm điện trở 2 kΩ giữa ngõ ra PLC S7-1200 và các chân tín hiệu của Driver TB6600?
Trả lời: Ngõ ra số của PLC S7-1200 cung cấp điện áp mức 24VDC, trong khi các ngõ vào nhận xung (PUL, DIR, ENA) của Driver TB6600 được thiết kế cách ly quang với dòng định mức chỉ từ 8 đến 15 mA (chuẩn mức tín hiệu 5V). Việc đấu nối tiếp điện trở hạn dòng 2 kΩ trên mỗi đường tín hiệu là bắt buộc để hạ dòng điện xuống đúng ngưỡng cho phép, tránh làm hư hỏng bộ cách ly quang bên trong driver.

3. Hệ thống xử lý như thế nào khi người vận hành nhấn nút Stop ở chế độ tự động (Auto)?
Trả lời: Trong hệ thống bãi xe thực tế, phương tiện có tải trọng lớn và quán tính cao, việc dừng đột ngột giữa hành trình có thể gây mất an toàn hoặc kẹt cơ cấu. Do đó, nút Stop được lập trình để chỉ có hiệu lực sau khi hệ thống đã hoàn thành chu trình vận chuyển xe hiện tại và đưa cơ cấu trở về vị trí nghỉ ban đầu an toàn. Trong trường hợp xảy ra sự cố khẩn cấp bắt buộc dừng máy ngay lập tức, người vận hành phải sử dụng nút dừng khẩn cấp (Emergency Stop) đấu nối tiếp với Aptomat tổng.

4. Khối hàm chuyển động MC_MoveRelative có được sử dụng trong chương trình điều khiển của đồ án không?
Trả lời: Mặc dù tác giả đã trình bày đầy đủ lý thuyết về khối hàm MC_MoveRelative trong Chương I, nhưng khối này hoàn toàn không được sử dụng trong chương trình điều khiển thực tế. Do hệ thống bãi xe hoạt động dựa trên các tọa độ ô đỗ cố định trong không gian 3 tầng, tác giả sử dụng phương pháp điều khiển vị trí tuyệt đối thông qua khối hàm MC_Home (thiết lập gốc tọa độ cơ khí) kết hợp với khối hàm MC_MoveAbsolute để đảm bảo độ chính xác định vị.

5. Hệ thống phân chia quyền hạn trên giao diện HMI như thế nào?
Trả lời: Trên màn hình HMI Siemens, tác giả thiết lập chức năng phân quyền bảo mật bằng mật khẩu quản trị. Người vận hành thông thường chỉ có thể xem màn hình chính (Main_Screen) và trang thông tin (Information). Các trang cài đặt chuyên sâu như màn hình điều khiển tay (Hand_Controlling), màn hình cài đặt thông số vận tốc và gia tốc (Velocity_setting) đều được khóa bởi quyền quản trị (Admin) nhằm ngăn ngừa các can thiệp trái phép làm sai lệch thông số vận hành của hệ thống.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, thiết kế, xây dựng hệ thống bãi gửi xe ba tầng tự động" của sinh viên Nguyễn Minh Thắng là một công trình kỹ thuật thực nghiệm hoàn chỉnh, giải quyết trọn vẹn bài toán tích hợp giữa cơ khí chính xác, tủ bảng điện công nghiệp và giải thuật điều khiển số. Bằng việc kết hợp thành công các công cụ tiêu chuẩn như SolidWorks, Eplan Electric và TIA Portal cùng phần cứng PLC S7-1200 và SIMATIC RF300, tác giả đã chế tạo thành công một mô hình bãi đỗ xe tự động 12 vị trí hoạt động tin cậy ở cả chế độ tự động và thủ công. Công trình không chỉ đáp ứng xuất sắc các tiêu chuẩn đánh giá của một khóa luận tốt nghiệp kỹ sư Tự động hóa mà còn cung cấp một tài liệu tham khảo thực hành có giá trị cao cho việc nghiên cứu và phát triển các hệ thống lưu trữ, đỗ xe tự động trong thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I. Lý thuyết về thiết bị 1. PLC Siemens S7-1200 Dòng PLC Siemens S7-1200 là thiết bị tự động hóa đơn giản nhưng có độ chính xác cao và tốc độ xử lý nhanh. Nó được thiết kế dạng module nhỏ gọn, linh hoạt, phù hợp cho một loạt các ứng dụng [1].

PLC S7-1200 của hãng Siemens có một giao diện truyền thông mạnh mẽ đáp ứng tiêu chuẩn cao nhất của truyền thông công nghiệp và đầy đủ các tính năng công nghệ mạnh mẽ tích hợp sẵn làm cho nó trở thành một giải pháp tự động hóa hoàn chỉnh và toàn diện. PLC S7 1200 Các thành phần của PLC S7-1200 bao gồm [1]: - 3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau giống như điều khiển AC, RELAY hoặc DC phạm vi rộng - 2 mạch tương tự và số mở rộng ngõ vào/ ra trực tiếp trên CPU làm giảm chi phí sản phẩm - 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau bao gồm (module SM và SB) - 2 module giao tiếp RS232/ RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP - Bổ sung 4 cổng Ethernet 11 - Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng diện áp 115/230 VAC và điện áp 24VDC PLC S7 1200 của Siemens hiện được ứng dụng rộng rãi trong: [1] - Hệ thống băng tải - Dây chuyền sản xuất thực phẩm - Dây chuyền xử lý nước thải - Máy móc ngành dược phẩm - Dây chuyền nhà máy bia, rượu, nước giải khát - Máy móc ngành in ấn, bao bì, ngành nhựa -. Vì theo dự tính, dự án cần sử dụng 3 động có Step, vậy cần 3 chân xuất xung tốc độ cao của PLC. Do đó, lựa chọn CPU PLC s7-1200 module 1214C DC/DC/DC 6ES7 214-1AG40-0XB0.

Động cơ bước Stepper Motor (step motor) hay còn được gọi là động cơ bước là loại động cơ điện một chiều chuyển động theo các bước rời rạc, bao gồm nhiều cuộn dây được tổ chức theo nhóm (được gọi là pha). Bằng cách cung cấp năng lượng cho từng pha theo thứ tự, động cơ sẽ quay từng bước một. Stepper Motor thực chất là một động cơ đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của Roto và có khả năng cố định Roto vào những vị trí cần thiết. Động cơ bước Với một bước điều khiển bằng máy tính, động cơ có thể đạt được vị trí rất chính xác.

Chính vì điều này nên động cơ bước được lựa chọn phổ biến cho nhiều ứng ụng điều khiển chuyển động chính xác. [2] Cấu tạo: Về cơ bản, Stepper motor bao gồm hai thành phần chính: Roto và Stato. Trong đó, Stato được cấu tạo bằng sắt từ, trên thân có nhiều rãnh nhỏ được thiết kế để đặt cuộn dây dễ dàng. Roto (hay còn gọi là nam châm vĩnh cửu) được sắp xếp chồng lên nhau một cách cẩn thận, kỹ lưỡng.

Những lá nam châm này được bố trí sắp xếp đối xứng với nhau và chia thành từng cặp. [2] Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý hoạt động của động cơ bước rất khác biệt so với các động cơ thông thường khác, vì nó không quay theo các cơ chế mà thực hiện quay từng bước một rời rạc khi nhận được tín hiệu điều khiển, do đó có độ chính xác cao hơn, dễ điều khiển hơn. [3] Động cơ bước cần có có bộ chuyển mạch điện tử, để đưa các tín hiệu lệnh điều khiển của bộ điều khiển, từ đó stato chạy từng bước quay theo đúng số thứ tự và tần số nhất định. [3] Tổng số góc quay của rotor sẽ phải tương ứng với số lần chuyển mạch của động cơ, đồng thời chiều quay và tốc độ quay của roto cũng tương ứng với số thứ tự chuyển đổi và tần số chuyển đổi của nó.

[3] Với cơ chế hoạt động và điều khiển đặc biệt này, Động cơ bước có thể hoạt động hiệu quả và chính xác, vì có thể dừng lại ở góc bước nhỏ, đồng thời giúp máy 13 móc vận hành êm ái, hiệu quả hơn, hạn chế được ảnh hưởng tiêu cực do các vấn đề cộng hưởng lực so với các loại động cơ khác. [3] Ngày nay có 4 phương pháp điều khiển động cơ bước, đó là: [3] - Điều khiển dạng sóng - Điều khiển đủ bước - Điều khiển nửa bước - Điều khiển động cơ vi bước Động cơ Step có thể được phân loại theo Roto hoặc phân loại theo cực hoặc phân loại theo số pha [2] Ưu điểm của động cơ bước: [3] - Có giá thành phải chăng, dễ tìm dễ mua - Có thể linh hoạt điều chỉnh các góc quay để giúp công việc đạt hiệu quả cao nhất - Cấu tạo đơn giản, dễ dàng lắp đặt, dễ bảo dưỡng và thay thế linh phụ kiện khi cần - Hoạt động bền bỉ, tuổi thọ cao, ít xảy ra sự cố do không dùng chổi than - Động cơ có mô-men xoắn tốt cho việc giữ vị trí - Không bị ảnh hưởng do cộng hưởng lực gây ra như các loại động cơ khác - Có nhiều sự lựa chọn để khách hàng chọn được sản phẩm phù hợp đáp ứng tốt nhất với nhu cầu sử dụng Nhược điểm của động cơ bước: [3] - Dễ hỏng, bị lỡ bước quay khi mô-men xoắn quá tải, hoặc bị trượt bước do nam châm vĩnh cửu yếu, nguồn điện tải vào yếu - Động cơ có tiếng ồn lớn và sinh nhiệt lượng cao hơn khi hoạt động - Có tiêu hao dòng điện ngay cả khi không sử dụng 14 - Có công suất tỉ lệ mô-men xoắn quán tính thấp, nên không đáp ứng được các ứng dụng đòi hỏi tốc độ cao Ở dự án này ta sử dụng hai động cơ Step Nema17 và một động cơ Step Nema23 1. Driver TB6600 Driver điều khiển động cơ bước TB6600 sử dụng IC TB6600HQ/HG, dùng cho các loại động cơ bước 42/57/86 2 pha hoặc 4 dây có dòng tải là 4A/42VDC. Ứng dụng trong làm máy như CNC, Laser hay các máy tự động khác.

Động cơ bước TB6600 Thông số Kỹ thuật Driver điều khiển động cơ bước TB6600: [4] • Nguồn đầu vào: 9V – 42V • Dòng cấp tối đa: 4A • Ngõ vào có cách ly quang, tốc độ cao • Có tích hợp đo quá dòng quá áp 15 • Cân nặng: 200G • Kích thước: 96*71*37 mm Cài đặt và ghép nối: [4] • VCC: Nối với nguồn điện từ 9-40VDC • GND: Nối vào dây điện áp âm (-) của nguồn • A+ và A-: Nối vào một cặp cuộn dây của động cơ bước • B+ và B-: Nối vào cặp cuộn dây còn lại của động cơ • PUL+: Tín hiệu cấp xung điều khiển (+) từ CPU tới Driver • PUL-: Tín hiệu cấp xung điều khiển (-) từ CPU tới Driver • DIR+: Tín hiệu cấp xung đảo chiều (+) từ CPU tới Driver • DIR-: Tín hiệu cấp xung đảo chiều (-) từ CPU tới Driver • ENA+ và ENA-: khi cấp tín hiệu cho cặp này, động cơ sẽ không có lực mô-men giữ và quay nữa. • Có thể đấu tín hiệu dương (+) chung hoặc âm (-) chung Có thể cài đặt cường độ dòng điện cũng như vi bước cho Driver thông qua 6 Switches nằm trên Driver Hình 1. Bảng cài đặt cường độ dòng điện và vi bước cho TB6600 16 1. Nguồn tổ ong Nguồn Tổ Ong hay Nguồn Xung là thiết bị chuyên cung cấp điện cho các thiết bị sử dụng điện một chiều, sử dụng rộng rãi trong hệ thống Camera, hệ thống led quảng cáo, motor, máy bơm,.

Nguồn tổ ong được chia ra nhiều loại với các mức điện áp đầu ra và công suất khác nhau. Ở đây ta sử dụng nguồn tổ ong 24VDC Hình 1. Nguồn tổ ong 24VDC • Điện áp đầu vào: 110VAC/ 220VAC (có switch để chuyển qua lại giữa 110VAC và 220VAC) • Điện áp đầu ra: 24VDC • Cường độ dòng điện đầu ra tối đa: 5A • Công suất tối đa: 120W 17 1. Aptomat Trong tiếng Anh, Aptomat được gọi là CB (viết tắt của cụm từ Circuit Breaker).

Tuy nhiên, Aptomat có nguồn gốc từ tiếng Nga, dùng để gọi thiết bị đóng cắt tự động hay còn gọi là cầu dao tự động. [6] Aptomat có chức năng bảo vệ hệ thống tránh hiện tượng quá tải hoặc ngắn mạch. Một số loại aptomat còn có thêm nhiều chức năng tiên tiến khác như chống rò rỉ điện hoặc Aptomat chống giật. Aptomat Về phân loại [6], Aptomat có thể được phân loại dựa theo cấu tạo: • Aptomat tép MCB (Miniature Circuit Breaker): Bảo vệ quá tải và ngắn mạch • Aptomat khối MCCB (Moduled Case Circuit Breaker): Có chức năng bảo vệ quá tải dòng điện và ngắn mạch Dựa theo số pha/ số cực: • Aptomat 1 pha: 1 cực • Aptomat 1 pha + trung tính (1P + N): 2 cực • Aptomat 2 pha: 2 cực • Aptomat 3 pha: 3 cực 18 • Aptomat 3 pha + trung tính (3P + N): 4 cực • Aptomat 4 pha: 4 cực • Aptomat dạng tép MCB Dựa theo đặc điểm chức năng: • Aptomat thường (MCB và MCCB): giúp bảo vệ quá tải, ngắn mạch.

• Aptomat chống dòng rò, chống giật: RCCB, RCBO và ELCB Dựa theo dòng cắt ngắn mạch: • Dòng cắt thấp: Thường được dùng trong điện dân dụng • Dòng cắt tiêu chuẩn: Thường áp dụng trong lĩnh vực công nghiệp • Dòng cắt cao: Thường áp dụng trong công nghiệp và các ứng dụng đặc biệt Trong dự án này ta sẽ sử dụng 3 Aptomat 2 cực (1 Aptomat 10A làm Aptomat tổng và 2 Aptomat 6A làm Aptomat thành phần) 1. Cầu đấu điện Cầu đấu dây điện là thiết bị có chức năng kết nối dây điện với các thiết bị điều khiển hoặc thiết bị động lực. Chúng sẽ giúp nối liền mạch điện trong tủ điện và hệ thống điện. Giữa các cầu đấu điện được cách điện hoàn toàn với nhau.

Các loại cầu đấu điện 19 Nhờ sự ra đời của cầu đấu nối dây điện, các kỹ sư đã có thể giải quyết bài toán nan giải mà khiến họ đau đầu trong thời gian dài: Làm sao để vừa tiết kiệm diện tích mà vẫn có thể đấu nối một cách đơn giản? [7] Hiện nay, trên thị trường thiết bị điện có rất nhiều loại cầu đấu dây điện được sử dụng đến, điển hình là: cầu đấu khối, cầu đấu mắt rời, cầu đấu giắc cắm, cầu đấu lắp ghép, cầu đấu nối đất,. Mỗi loại cầu đấu điện sẽ có một công dụng riêng đáp ứng cho từng nhu cầu và môi trường.