Thiết Kế Mô Hình Rửa Xe Ô Tô Tự Động Tại Đại Học Đà Nẵng

Mô hình rửa xe ô tô tự động đang trở thành xu hướng trong ngành dịch vụ chăm sóc xe tại Việt Nam. 67 trang · Đại học Đà Nẵng · 2024.

• Tác giả: Phạm Tấn Đạt
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Phú Sinh
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử
• Đề tài: Thiết Kế Mô Hình Rửa Xe Ô Tô Tự Động
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Giới thiệu đề tài
• 1.2. Nội dung đề tài
• 1.2.1. Phạm vi nghiên cứu
• 1.2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ
• 2.1. Nguyên lí hoạt động của hệ thống
• 2.1.1. Quy trình rửa xe
• 2.1.2. Nguyên lý hoạt động
• 2.2. Thiết kế hệ thống truyền động
• 2.2.1. Chọn động cơ điện
• 2.2.2. Chọn công suất động cơ điện
• 2.2.3. Phân phối tỉ số truyền
• 2.2.4. Thiết kế các bộ truyền xích
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
• 3.1. Giới thiệu về PLC
• 3.2. Lựa chọn các thiết bị ngoại vi
• 3.2.1. Cảm biến hồng ngoại E3F-DS30P1
• 3.2.2. Role trung gian
• 3.2.3. Mạch điều khiển động cơ
• 3.2.4. Mạch hạ áp LM2596
• 3.2.5. Bộ điều khiển Logic
• 3.3. Giới thiệu về phần mềm TIA portal
• 3.4. Giới thiệu về công nghệ xử lý ảnh
• 3.5. Sơ đồ khối của hệ thống
• 3.6. Bảng phân công đầu vào và đầu ra
• 3.7. Sơ đồ mạch của hệ thống
• 3.9. Chương trình điều khiển
• 4. CHƯƠNG 4: THỬ NGHIỆM, PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT QUẢ
• 4.1. Kết quả đạt được
• 4.3. Nhược điểm
• 4.4. Định hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Mô Hình Rửa Xe Ô Tô Tự Động

Mô hình rửa xe ô tô tự động đang trở thành xu hướng trong ngành dịch vụ chăm sóc xe tại Việt Nam. Với sự gia tăng nhanh chóng của số lượng ô tô, nhu cầu về dịch vụ rửa xe hiệu quả và tiết kiệm thời gian ngày càng cao. Mô hình này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao chất lượng dịch vụ. Hệ thống rửa xe tự động sử dụng công nghệ hiện đại, giúp tối ưu hóa quy trình rửa xe, từ đó đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.

1.1. Tình hình thị trường rửa xe ô tô tại Việt Nam

Thị trường rửa xe ô tô tại Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ. Theo thống kê, số lượng ô tô tăng nhanh, kéo theo nhu cầu về dịch vụ rửa xe. Các mô hình rửa xe tự động đang dần thay thế phương pháp thủ công, mang lại hiệu quả cao hơn và tiết kiệm thời gian cho khách hàng.

1.2. Lợi ích của mô hình rửa xe ô tô tự động

Mô hình rửa xe ô tô tự động mang lại nhiều lợi ích như tiết kiệm thời gian, giảm chi phí nhân công và nâng cao chất lượng dịch vụ. Hệ thống này giúp xử lý nhiều xe trong thời gian ngắn, đáp ứng nhu cầu của khách hàng một cách nhanh chóng và hiệu quả.

II. Vấn đề và Thách thức trong Ngành Rửa Xe Ô Tô

Ngành rửa xe ô tô hiện nay đối mặt với nhiều thách thức, từ việc quản lý nhân sự đến việc tối ưu hóa quy trình rửa xe. Nhu cầu ngày càng cao trong khi nguồn lực hạn chế khiến cho các cửa hàng rửa xe gặp khó khăn trong việc phục vụ khách hàng. Hệ thống rửa xe tự động được xem là giải pháp hiệu quả để giải quyết những vấn đề này.

2.1. Thách thức về thời gian phục vụ khách hàng

Nhiều cửa hàng rửa xe hiện nay không thể đáp ứng kịp thời nhu cầu của khách hàng, đặc biệt trong mùa cao điểm. Khách hàng thường phải chờ đợi lâu, gây khó chịu và có thể dẫn đến việc họ chọn dịch vụ khác.

2.2. Chi phí đầu tư cho hệ thống rửa xe tự động

Mặc dù mô hình rửa xe tự động mang lại nhiều lợi ích, nhưng chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống này khá cao. Điều này có thể là rào cản đối với nhiều doanh nghiệp nhỏ trong việc áp dụng công nghệ mới.

III. Phương Pháp Thiết Kế Mô Hình Rửa Xe Ô Tô Tự Động

Thiết kế mô hình rửa xe ô tô tự động bao gồm nhiều bước quan trọng, từ việc lựa chọn thiết bị đến việc lập trình hệ thống điều khiển. Mô hình này cần phải đảm bảo tính hiệu quả, an toàn và dễ dàng bảo trì. Việc áp dụng công nghệ hiện đại trong thiết kế sẽ giúp tối ưu hóa quy trình rửa xe.

3.1. Lựa chọn thiết bị cho hệ thống rửa xe

Việc lựa chọn thiết bị là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong thiết kế mô hình rửa xe tự động. Các thiết bị như băng tải, máy phun nước và cảm biến cần phải được chọn lựa kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu suất làm việc cao nhất.

3.2. Thiết kế hệ thống điều khiển tự động

Hệ thống điều khiển tự động cần phải được lập trình một cách chính xác để đảm bảo các quy trình rửa xe diễn ra suôn sẻ. Việc sử dụng PLC và các cảm biến hiện đại sẽ giúp tăng cường tính tự động hóa và giảm thiểu sai sót trong quá trình vận hành.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Mô Hình Rửa Xe Ô Tô Tự Động

Mô hình rửa xe ô tô tự động đã được áp dụng thành công tại nhiều địa điểm trên thế giới. Tại Việt Nam, một số cửa hàng đã bắt đầu triển khai mô hình này và nhận được phản hồi tích cực từ khách hàng. Việc áp dụng công nghệ hiện đại không chỉ giúp nâng cao chất lượng dịch vụ mà còn tạo ra sự khác biệt trong cạnh tranh.

4.1. Kết quả nghiên cứu và thử nghiệm mô hình

Các nghiên cứu cho thấy mô hình rửa xe ô tô tự động có thể rửa nhiều xe trong thời gian ngắn hơn so với phương pháp thủ công. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao hiệu quả kinh doanh cho các cửa hàng.

4.2. Phản hồi từ khách hàng về dịch vụ

Khách hàng đã có những phản hồi tích cực về dịch vụ rửa xe tự động. Họ đánh giá cao sự nhanh chóng và hiệu quả của dịch vụ, đồng thời cảm thấy hài lòng với chất lượng xe sau khi rửa.

V. Kết Luận và Tương Lai của Mô Hình Rửa Xe Ô Tô Tự Động

Mô hình rửa xe ô tô tự động đang mở ra nhiều cơ hội cho ngành dịch vụ chăm sóc xe tại Việt Nam. Với sự phát triển của công nghệ, mô hình này hứa hẹn sẽ ngày càng hoàn thiện và phổ biến hơn. Tương lai của ngành rửa xe sẽ gắn liền với sự phát triển của công nghệ tự động hóa, giúp nâng cao chất lượng dịch vụ và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng.

5.1. Xu hướng phát triển của ngành rửa xe tự động

Ngành rửa xe tự động đang có xu hướng phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là trong bối cảnh số lượng ô tô gia tăng. Các công nghệ mới sẽ tiếp tục được áp dụng để nâng cao hiệu quả và chất lượng dịch vụ.

5.2. Định hướng phát triển mô hình rửa xe tại Việt Nam

Định hướng phát triển mô hình rửa xe tự động tại Việt Nam sẽ tập trung vào việc cải thiện công nghệ và nâng cao chất lượng dịch vụ. Các doanh nghiệp cần đầu tư vào công nghệ mới để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Tại Việt Nam, tỷ lệ sở hữu phương tiện giao thông cá nhân luôn ở mức cao, người dân có xu hướng ưu tiên sử dụng phương tiện riêng hơn các phương tiện công cộng. Kéo theo đó là sự gia tăng liên tục của lượng xe nhập khẩu qua từng năm; theo số liệu từ OEC (The Observatory of Economic Complexity), Việt Nam đứng thứ 40 trong danh sách các quốc gia nhập khẩu ô tô nhiều nhất thế giới. Sự phát triển nhanh chóng về số lượng ô tô đã thúc đẩy nhu cầu đối với các dịch vụ bảo dưỡng, chăm sóc và vệ sinh phương tiện.

Tuy nhiên, các cơ sở rửa xe truyền thống hiện nay thường xuyên gặp phải tình trạng quá tải vào các khung giờ cao điểm hoặc dịp lễ tết. Phương pháp rửa xe thủ công phụ thuộc hoàn toàn vào sức lao động của con người, dẫn đến năng suất lao động thấp, thời gian chờ đợi của khách hàng kéo dài, chi phí vận hành nhân công cao và chất lượng làm sạch không đồng đều. Để giải quyết các nhược điểm trên, việc ứng dụng tự động hóa thông qua hệ thống rửa xe ô tô tự động được đặt ra nhằm nâng cao năng suất, chuẩn hóa quy trình và tối ưu hóa thời gian phục vụ.

Nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định cụ thể theo các nội dung sau:

1. Tìm hiểu về tình hình thực tế của đề tài rửa xe tự động trên thị trường.
2. Tính toán các thông số cơ khí cho hệ thống rửa xe ô tô tự động.
3. Thiết kế mô phỏng 3D và lựa chọn các thiết bị phù hợp cho hệ thống.
4. Thiết kế và chế tạo mô hình thực nghiệm cho hệ thống.
5. Trình bày chi tiết toàn bộ quá trình tính toán, thiết kế và kết quả thử nghiệm trong báo cáo đồ án tốt nghiệp.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu, thiết kế và phát triển mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng bộ điều khiển lập trình và công nghệ thị giác máy tính.
• Phạm vi nghiên cứu: Về mặt lý thuyết, đề tài thực hiện tính toán cơ khí cho một hệ thống rửa xe công nghiệp quy mô thực tế tải trọng 1000 kg. Về mặt thực nghiệm, đề tài giới hạn ở việc chế tạo mô hình thu nhỏ được điều khiển bởi PLC Siemens S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC, kết hợp camera USB nhận diện mức độ bẩn để kiểm chứng giải thuật điều khiển.
• Thời gian và địa điểm thực hiện: Đồ án được thực hiện từ ngày 16/01/2024 đến ngày 15/06/2024 tại Khoa Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Đồ án kết hợp cơ sở tính toán chi tiết máy trong cơ khí chế tạo và lý thuyết điều khiển tự động hóa công nghiệp. Khung lý thuyết và mô hình tính toán bao gồm:

• Lý thuyết tính toán truyền động cơ khí: Ứng dụng các công thức tính toán công suất tải, chọn động cơ điện không đồng bộ ba pha, phân phối tỷ số truyền cho hộp giảm tốc hai cấp khai triển, tính toán bộ truyền xích ống con lăn một dãy theo các chỉ tiêu về công suất cho phép, độ bền mỏi và số vòng quay giới hạn.
• Lý thuyết điều khiển logic khả trình (PLC): Ứng dụng nguyên lý xử lý tín hiệu số, cấu trúc bộ nhớ, tập lệnh thời gian (Timer), bộ đếm (Counter) và xử lý ngắt trong dòng PLC SIMATIC S7-1200.
• Lý thuyết xử lý tín hiệu cảm biến và thị giác máy tính: Nguyên lý thu nhận và phản xạ ánh sáng của cảm biến quang hồng ngoại bước sóng IR, giải thuật phân tích không gian màu từ camera USB để phân loại mức độ bẩn của xe.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được triển khai theo hai hướng:

• Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Phân tích, tổng hợp tài liệu chuyên ngành về hệ thống rửa xe tự động; kế thừa các nghiên cứu cơ điện tử tiền nhiệm; sử dụng các sổ tay tra cứu kỹ thuật cơ khí để tính toán động cơ, tỷ số truyền hộp giảm tốc và bộ truyền xích.
• Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Khảo sát thực tế các cơ sở rửa xe truyền thống trên địa bàn thành phố Đà Nẵng; tham khảo quy trình vận hành của các thương hiệu rửa xe tự động công nghiệp như Leisuwash, Dayang, Schumak, Master Car Wash; xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển, thiết kế mô hình 3D trên máy tính và tiến hành lắp ráp, đấu nối mạch phần cứng mô hình thực nghiệm.
• Nguồn dữ liệu: Dữ liệu thống kê nhập khẩu ô tô từ OEC; hệ thống bảng tra tiêu chuẩn chi tiết máy (trị số hiệu suất, tỷ số truyền tiêu chuẩn, thông số động cơ 4A, kích thước và công suất cho phép của xích ống con lăn); tài liệu kỹ thuật phần cứng của hãng Siemens.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Kiến trúc tổng thể và quy trình công nghệ

Hệ thống rửa xe tự động được thiết kế hoạt động theo quy trình 6 bước khép kín:

• Bước 1: Nhận diện độ bẩn của phương tiện thông qua camera xử lý ảnh.
• Bước 2: Băng tải đưa xe vào trạm đầu tiên, tiến hành phun nước làm mềm và phun bọt xà phòng.
• Bước 3: Hệ thống chổi quét quay để lau chùi, chà sạch bụi bẩn trên thân xe.
• Bước 4: Phun nước áp lực lần hai để rửa sạch toàn bộ bọt xà phòng và chất bẩn.
• Bước 5: Kích hoạt hệ thống quạt sấy thổi luồng khí làm khô bề mặt xe.
• Bước 6: Kiểm tra mức độ sạch của xe trước khi hoàn tất chu trình.

Tính toán cơ khí cho hệ thống truyền động thực tế

Hệ thống truyền động tải trọng công nghiệp được tính toán dựa trên các thông số ban đầu: tải trọng ô tô $1000\text{ kg}$, lực kéo băng tải $P = 25000\text{ N}$, vận tốc di chuyển của băng tải $v = 0{,}5\text{ m/s}$, đường kính tang dẫn $D = 200\text{ mm}$.

Công suất cần thiết trên trục băng tải được xác định: $$N = \frac{P \times v}{1000} = \frac{25000 \times 0{,}5}{1000} = 12{,}5\text{ kW}$$

Số vòng quay làm việc của tang: $$n_{lv} = \frac{60 \times 1000 \times v}{\pi \times D} = \frac{60 \times 1000 \times 0{,}5}{\pi \times 200} \approx 47{,}74\text{ vòng/phút}$$

Với tỷ số truyền sơ bộ $i_{br} = 14$ và $i_x = 4$, số vòng quay sơ bộ của động cơ là $n_{sb} = 47{,}74 \times 14 \times 4 = 2673\text{ vòng/phút}$. Đồ án lựa chọn động cơ điện không đồng bộ ba pha kiểu ngắn mạch $4A160M2Y3$ có công suất định mức $18{,}5\text{ kW}$, tốc độ quay $2930\text{ vòng/phút}$, hiệu suất $\eta = 88{,}5%$.

Tỷ số truyền chung của hệ thống: $$i_{chung} = \frac{n_{dc}}{n_{lv}} = \frac{2930}{47{,}74} \approx 61{,}4$$

Hệ thống phân phối tỷ số truyền ngoài cho bộ truyền xích $i_x = 4$, tỷ số truyền hộp giảm tốc hai cấp $i_{hop} = 15{,}35$ (cấp nhanh $i_{nhanh} = 4{,}79$, cấp chậm $i_{cham} = 2{,}92$). Công suất tính toán trục vào hộp giảm tốc đạt $N_I = 18{,}13\text{ kW}$.

Bộ truyền ngoài sử dụng xích ống con lăn một dãy với đĩa xích nhỏ $z_1 = 23$ răng, đĩa xích lớn $z_2 = 92$ răng. Các hệ số điều kiện làm việc: hệ số tải trọng động $k_đ = 1{,}2$, hệ số chiều dài xích $k_A = 1$, hệ số điều chỉnh trục $k_{đc} = 1$, hệ số góc nghiêng $k_o = 1$, hệ số ca làm việc $k_c = 1$, hệ số bôi trơn $k_b = 1{,}3$, đưa đến hệ số sử dụng tích lũy $k = 1{,}56$. Công suất tính toán của bộ truyền xích đạt $N_t = 24{,}08\text{ kW}$. Bước xích được chọn là $t = 38{,}1\text{ mm}$, diện tích bản lề $F = 394{,}3\text{ mm}^2$, công suất cho phép $[N] = 36{,}3\text{ kW}$, tải trọng phá hỏng $Q = 100000\text{ N}$, khối lượng xích $q = 5{,}5\text{ kg/m}$, thỏa mãn điều kiện số vòng quay giới hạn $n_{gh} = 550\text{ vòng/phút} > n_{lv}$.

Thiết kế phần cứng mô hình thực nghiệm

Mô hình thực nghiệm được chế tạo thu nhỏ nhằm kiểm chứng thuật toán điều khiển với các cơ cấu:

• Khung băng tải: Cấu tạo từ 2 thanh nhôm định hình dọc kích thước $800 \times 20\text{ mm}$, 5 thanh nhôm định hình ngang kích thước $100 \times 20\text{ mm}$, 4 ổ bi trục đứng, 8 ốc định hình, 1 rulo băng tải và 1 bánh răng truyền động. Băng tải vận hành nhờ động cơ một chiều 24VDC theo chế độ truyền động không điều chỉnh tốc độ.
• Nguồn cấp: Nguồn tổ ong biến đổi điện áp xoay chiều AC 110/220V ($50\text{–}60\text{ Hz}$) thành điện áp một chiều 24VDC, dòng tải tối đa $5\text{ A}$, công suất $120\text{ W}$, nhiệt độ làm việc $0\text{–}40^\circ\text{C}$.
• Cơ cấu rửa và sấy: 01 bơm mini DC $3\text{–}5\text{V}$ (dòng tiêu thụ $100\text{–}200\text{ mA}$, khối lượng $28\text{ g}$); 01 động cơ mini quay chổi quét DC $3\text{–}6\text{V}$ (dòng $0{,}3\text{ A}$, trục đường kính $2\text{ mm}$, dài $10\text{ mm}$); 01 quạt sấy khô 12VDC (dòng $0{,}2\text{ A}$, kích thước $80 \times 80 \times 24\text{ mm}$, khối lượng $6{,}4\text{ g}$).
• Mạch điều khiển trung gian: Mạch điều khiển động cơ DC dải áp $3\text{–}35\text{V}$, công suất tối đa $90\text{ W}$, tần số điều xung PWM $10\text{ kHz}$; mạch hạ áp LM2596 nhận nguồn vào $3\text{–}30\text{V}$, hạ áp ngõ ra $1{,}5\text{–}30\text{V}$, dòng định mức $3\text{ A}$, hiệu suất $92%$ để cấp nguồn 12V cho quạt sấy và bơm mini; hệ thống rơ le trung gian 8 chân cuộn hút 24VDC làm nhiệm vụ cách ly giữa mạch điều khiển PLC và mạch động lực.
• Cảm biến và camera: 05 cảm biến quang hồng ngoại E3F-DS30P1 (nguồn cấp DC $6\text{–}36\text{V}$, khoảng cách nhận diện $10\text{–}36\text{ cm}$, dòng ngõ ra $300\text{ mA}$, tín hiệu PNP 3 dây: nâu $+6\text{V}$, xanh $0\text{V}$, đen tín hiệu ngõ ra); 01 camera USB nhận diện gần 26.000 màu kết nối máy tính để xử lý hình ảnh độ bẩn.

Nhóm thiết bị	Tên thiết bị / Linh kiện	Thông số kỹ thuật chính	Vai trò trong mô hình
Bộ điều khiển	PLC Siemens S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC	Nguồn 24VDC, 14 DI / 10 DO, 2 AI, cổng PROFINET	Xử lý logic trung tâm
Cảm biến	E3F-DS30P1	Nguồn 6–36VDC, khoảng cách 10–36 cm, ngõ ra PNP	Định vị vị trí xe trên băng tải
Thị giác máy	Camera USB	Độ phân giải màu ~26.000 màu, kết nối USB	Nhận diện mức độ bẩn của xe
Nguồn điện	Nguồn tổ ong DC	Điện áp vào 110/220VAC, ngõ ra 24VDC - 5A, công suất 120W	Cấp nguồn nuôi PLC và cơ cấu DC
Mạch hạ áp	Module hạ áp LM2596	Điện áp vào 3–30V, ngõ ra 1.5–30V, dòng tải 3A, hiệu suất 92%	Cấp nguồn 12VDC cho quạt sấy
Chấp hành	Bơm mini & Động cơ chổi quét	Bơm DC 3–5V (100–200mA); Động cơ DC 3–6V (0.3A)	Phun nước rửa và chà rửa xe
Chấp hành	Quạt sấy khí	Điện áp 12VDC, dòng 0.2A, kích thước 80x80x24 mm	Thổi khí sấy khô bề mặt

Cấu hình điều khiển và lập trình phần mềm

Chương trình điều khiển được thiết kế trên phần mềm TIA Portal V16 (SIMATIC STEP 7). Bộ điều khiển PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC có bộ nhớ làm việc (Work memory) $100\text{ KB}$, bộ nhớ nạp (Load memory) $4\text{ MB}$, tốc độ xử lý lệnh cơ bản $0{,}08\ \mu\text{s/lệnh}$ đối với kiểu dữ liệu Bit, $1{,}7\ \mu\text{s/lệnh}$ đối với Word và $2{,}7\ \mu\text{s/lệnh}$ đối với toán học số thực (Floating point).

Giải thuật điều khiển tuần tự diễn ra như sau:

1. Cảm biến 1 nhận diện xe vào vị trí, băng tải khởi động di chuyển đồng thời camera quét hình ảnh độ bẩn.
2. Cảm biến 2 phát hiện xe, trễ $250\text{ ms}$ băng tải dừng; hệ thống kích hoạt phun nước lần 1 và phun bọt xà phòng lần lượt trong tổng thời gian $20\text{ s}$. Kết thúc chu trình, băng tải tiếp tục chạy.
3. Cảm biến 3 phát hiện xe, băng tải dừng; cơ cấu động cơ mini kích hoạt quay chổi lau chùi xe trong khoảng thời gian định trước. Kết thúc lau chùi, băng tải kích hoạt chạy lại.
4. Cảm biến 4 phát hiện xe, trễ $250\text{ ms}$ băng tải dừng; hệ thống phun nước xả sạch xà phòng lần 2 hoạt động trong $10\text{ s}$, sau đó băng tải chạy tiếp.
5. Cảm biến 5 phát hiện xe, trễ $400\text{ ms}$ băng tải dừng; hệ thống quạt sấy hoạt động trong $15\text{ s}$. Sau khi sấy khô, băng tải chạy tiếp trong $1\text{ s}$ để đưa xe ra khỏi trạm và kết thúc chương trình.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương 1 trình bày tổng quan về thực trạng phát triển giao thông vận tải và tốc độ gia tăng phương tiện ô tô cá nhân tại Việt Nam. Tác giả tiến hành phân tích, so sánh ba phương thức rửa xe hiện nay: rửa xe thủ công, rửa xe bán tự động và rửa xe tự động. Dựa trên việc phân tích các tiêu chí về nhân công, thời gian và năng suất, tác giả xác định mục tiêu nghiên cứu, phạm vi tính toán hệ thống thực tế kết hợp xây dựng mô hình thu nhỏ điều khiển bằng PLC Siemens S7-1200 và camera xử lý ảnh. Phương pháp nghiên cứu được định hình rõ gồm nghiên cứu lý thuyết tính toán cơ khí và khảo sát thực nghiệm tại các cơ sở trên địa bàn thành phố Đà Nẵng cùng tài liệu kỹ thuật của các hãng chế tạo máy rửa xe tự động trên thế giới.

Chương 2: Thiết kế, tính toán và lựa chọn thiết bị

Chương 2 tập trung vào việc tính toán động lực học cho hệ thống truyền động cơ khí tải trọng lớn và lựa chọn các linh kiện chế tạo mô hình thực nghiệm. Nội dung chương trình bày chi tiết quy trình rửa xe 6 bước và nguyên lý định thời kích hoạt cơ cấu chấp hành thông qua 5 cảm biến hồng ngoại. Tác giả thực hiện tính toán công suất động cơ điện ($18{,}5\text{ kW}$), vận tốc quay tang dẫn ($47{,}74\text{ vòng/phút}$), phân phối tỷ số truyền cho hộp giảm tốc hai cấp khai triển ($i_{hop} = 15{,}35$) và tính toán độ bền bộ truyền xích con lăn một dãy bước xích $38{,}1\text{ mm}$ chịu lực phá hỏng $100000\text{ N}$. Đối với mô hình thu nhỏ, chương này đưa ra danh mục lựa chọn chi tiết khung nhôm định hình ($800 \times 20\text{ mm}$, $100 \times 20\text{ mm}$), nguồn tổ ong 24VDC 5A, bơm mini DC $3\text{–}5\text{V}$, động cơ chổi quét DC $3\text{–}6\text{V}$, quạt sấy 12VDC và camera USB xử lý 26.000 màu.

Chương 3: Thiết kế hệ thống điều khiển

Chương 3 trình bày giải pháp tự động hóa tích hợp cho hệ thống. Nội dung bao gồm việc giới thiệu cấu trúc phần cứng của PLC Siemens S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC (bộ nhớ, cổng ngõ vào/ra số và tương tự, cổng giao tiếp PROFINET); nguyên lý vận hành của cảm biến quang hồng ngoại E3F-DS30P1, rơ le trung gian 8 chân 24VDC, mạch điều khiển động cơ băm xung PWM tần số $10\text{ kHz}$ và mạch ổn áp hạ áp LM2596. Chương này cũng trình bày tổng quan về môi trường lập trình TIA Portal V16, các kiểu dữ liệu và ngôn ngữ lập trình (LAD, FBD, SCL, STL, GRAPH), sơ đồ kết nối khối, bảng phân công địa chỉ cổng vào/ra (I/O) và chương trình điều khiển tuần tự hệ thống rửa xe theo phản hồi từ cảm biến.

Chương 4: Thử nghiệm, phân tích, đánh giá và kết quả

Chương 4 tổng kết quá trình thử nghiệm mô hình thực tế, đánh giá khả năng vận hành của phần cứng và giải thuật điều khiển. Nội dung nêu bật các kết quả đạt được trong việc chế tạo khung mô hình cơ khí đồng bộ với băng tải, sự phối hợp chính xác của các cảm biến hồng ngoại trong việc đóng/ngắt các khâu phun nước, chà rửa, xả nước và sấy khô theo thời gian thực. Đồng thời, chương này chỉ ra các nhược điểm còn tồn tại do giới hạn về quy mô mô hình thu nhỏ và đề xuất các định hướng nâng cấp hệ thống trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

• Hoàn thành toàn bộ phần tính toán động học và động lực học cơ khí cho hệ thống truyền động băng tải công nghiệp chịu tải $1000\text{ kg}$, xác định chính xác công suất động cơ $18{,}5\text{ kW}$, hộp giảm tốc $i = 15{,}35$ và bộ truyền xích bước $38{,}1\text{ mm}$ đạt các chỉ tiêu về độ bền và số vòng quay giới hạn.
• Thiết kế mô phỏng 3D hoàn chỉnh và chế tạo thành công mô hình vật lý thu nhỏ của hệ thống rửa xe tự động với khung nhôm định hình ($800 \times 20\text{ mm}$ và $100 \times 20\text{ mm}$), tích hợp đồng bộ hệ truyền động băng tải DC 24V, cơ cấu phun rửa, chổi lau chùi và quạt sấy khô 12V.
• Xây dựng sơ đồ mạch điện động lực, mạch điều khiển và lập trình thành công giải thuật điều khiển tuần tự trên phần mềm TIA Portal V16 nạp cho PLC Siemens S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC, đảm bảo hệ thống phản hồi chính xác theo tín hiệu của 5 cảm biến quang hồng ngoại E3F-DS30P1 với các thời gian trễ $250\text{ ms}$, $400\text{ ms}$ và thời gian làm việc $20\text{ s}$, $10\text{ s}$, $15\text{ s}$.

Giải pháp và kiến nghị kỹ thuật đề xuất

• Ứng dụng PLC công nghiệp làm trung tâm điều khiển để loại bỏ các mạch rơ le dây nối phức tạp, giúp hệ thống dễ dàng cấu hình lại chu trình rửa và thời gian các công đoạn mà không cần can thiệp thay đổi phần cứng.
• Sử dụng module hạ áp LM2596 và rơ le trung gian 8 chân để phân tách hoàn toàn nguồn điều khiển PLC (24VDC) với nguồn cung cấp cho các tải chấp hành công suất khác nhau (bơm mini $3\text{–}5\text{V}$, quạt sấy 12V, động cơ chổi quét $3\text{–}6\text{V}$), chống nhiễu và bảo vệ an toàn cho ngõ ra của CPU.
• Tích hợp công nghệ camera xử lý ảnh nhận diện mức độ bẩn để làm cơ sở tự động điều chỉnh thời gian phun rửa phù hợp với tình trạng thực tế của xe.

Đóng góp của đề tài

• Cung cấp một phương án thiết kế hệ thống hoàn chỉnh từ khâu tính toán lý thuyết cơ khí chi tiết máy đến quy trình thiết kế mạch điều khiển và lập trình PLC cho bài toán tự động hóa dây chuyền dịch vụ.
• Hiện thực hóa thành công mô hình cơ điện tử kết hợp giữa cơ cấu chấp hành cơ khí, cảm biến hồng ngoại, camera xử lý ảnh và PLC trong một quy trình rửa xe tự động khép kín.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

• Do điều kiện kinh phí và thời gian thực hiện có hạn, đề tài chỉ dừng lại ở việc thiết kế và chế tạo mô hình thu nhỏ để đánh giá ý tưởng; chưa thể hiện và đánh giá hết độ phức tạp về mặt cơ khí của một trạm rửa xe công nghiệp quy mô thực tế.
• Hiệu quả làm sạch của mô hình thu nhỏ chưa đạt mức tối ưu so với dây chuyền công nghiệp do kích thước bơm, chổi quét và quạt sấy bị giới hạn ở quy mô mô hình.
• Hệ thống mới chỉ tập trung giải quyết bài toán rửa xe tự động, chưa tích hợp đầy đủ các hạng mục phụ trợ trong một hệ thống dịch vụ hoàn chỉnh như bãi đỗ xe thông minh, cây thanh toán tiền tự động hay phòng chờ khách hàng.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

• Nghiên cứu chế tạo và nâng cấp mô hình lên quy mô kích thước lớn hơn, hoàn thiện kết cấu cơ khí chính xác.
• Phát triển và tối ưu hóa thuật toán xử lý ảnh trên camera để phân loại chi tiết hơn các mức độ bẩn khác nhau của xe, từ đó tự động phân phối thời gian và lượng chất tẩy rửa tối ưu.
• Tích hợp thêm các phân hệ mở rộng như trạm thanh toán tự động, hệ thống cảm biến kiểm tra chất lượng làm sạch sau rửa và kết nối truyền thông giám sát hệ thống từ xa.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích dành cho:

• Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử, Tự động hóa và Cơ khí chế tạo máy: Tham khảo quy trình tính toán cơ khí hệ truyền động (động cơ điện, hộp giảm tốc, bộ truyền xích) và phương pháp xây dựng dự án tự động hóa trên phần mềm TIA Portal.
• Người thực hiện các đề tài mô hình điều khiển dây chuyền: Tham khảo cách đấu nối mạch giao tiếp giữa PLC Siemens S7-1200 với các cảm biến quang PNP E3F-DS30P1, mạch rơ le trung gian cách ly và các module hạ áp điều khiển động cơ DC.
• Phần đáng tham khảo nhất: Quy trình tính toán động lực học chi tiết máy ở Chương 2 và sơ đồ nguyên lý ghép nối phần cứng, phân bổ cổng vào/ra cùng lưu trình điều khiển tự động ở Chương 3.

Câu hỏi thường gặp

1. Động cơ điện và bộ truyền xích được chọn cho hệ thống truyền động tải trọng $1000\text{ kg}$ có thông số kỹ thuật như thế nào? Hệ thống sử dụng động cơ điện không đồng bộ ba pha $4A160M2Y3$ có công suất $18{,}5\text{ kW}$, vận tốc quay $2930\text{ vòng/phút}$, hiệu suất $88{,}5%$. Bộ truyền xích là loại xích ống con lăn một dãy có bước xích $t = 38{,}1\text{ mm}$, diện tích bản lề $F = 394{,}3\text{ mm}^2$, số răng đĩa dẫn $z_1 = 23$, đĩa bị dẫn $z_2 = 92$, tải trọng phá hỏng $Q = 100000\text{ N}$ và công suất cho phép $[N] = 36{,}3\text{ kW}$.

2. Bộ điều khiển PLC Siemens S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC trong đồ án có các đặc tính kỹ thuật cơ bản nào? Bộ điều khiển hoạt động với nguồn nuôi 24VDC, tích hợp sẵn 14 ngõ vào số Digital Input (hỗ trợ 6 kênh đếm tốc độ cao HSC), 10 ngõ ra số Digital Output (hỗ trợ 4 kênh HSC) và 2 ngõ vào tương tự Analog Input. Bộ nhớ làm việc đạt $100\text{ KB}$, bộ nhớ nạp $4\text{ MB}$, tốc độ xử lý lệnh cơ bản là $0{,}08\ \mu\text{s/lệnh}$ với kiểu dữ liệu Bit và $1{,}7\ \mu\text{s/lệnh}$ với Word.

3. Cảm biến hồng ngoại E3F-DS30P1 được cấu hình và kết nối chân như thế nào trong mạch điều khiển? Cảm biến E3F-DS30P1 sử dụng nguồn cấp DC $6\text{–}36\text{V}$, khoảng cách phát hiện từ $10\text{–}36\text{ cm}$, dòng kích ngõ ra $300\text{ mA}$ dạng PNP. Sơ đồ đấu nối 3 dây gồm: dây màu nâu nối nguồn dương ($+6\text{V}$ đến $+36\text{V}$), dây màu xanh nối cực âm ($0\text{V}$) và dây màu đen xuất tín hiệu ngõ ra đưa về cổng Digital Input của PLC.

4. Trình tự định thời hoạt động của các cơ cấu chấp hành theo 5 cảm biến hồng ngoại diễn ra như thế nào? Khi xe tác động vào cảm biến 1, băng tải chạy và camera quét độ bẩn. Tại cảm biến 2, băng tải trễ $250\text{ ms}$ rồi dừng để phun nước lần 1 và phun xà phòng trong $20\text{ s}$. Tại cảm biến 3, băng tải dừng để chổi quét chà rửa. Tại cảm biến 4, băng tải trễ $250\text{ ms}$ rồi dừng để phun nước xả sạch trong $10\text{ s}$. Tại cảm biến 5, băng tải trễ $400\text{ ms}$ rồi dừng để quạt sấy làm khô trong $15\text{ s}$, sau đó băng tải chạy thêm $1\text{ s}$ để đưa xe ra ngoài.

5. Các cơ cấu chấp hành trên mô hình thu nhỏ sử dụng những mức điện áp nào và được cấp nguồn ra sao? Hệ thống sử dụng nguồn tổ ong ngõ ra 24VDC ($5\text{ A}$, $120\text{ W}$) cấp trực tiếp cho PLC và động cơ băng tải 24V. Các tải phụ trợ gồm bơm mini (DC $3\text{–}5\text{V}$), động cơ chổi quét (DC $3\text{–}6\text{V}$) và quạt sấy (12VDC) được cấp nguồn thông qua mạch hạ áp LM2596 và điều khiển đóng cắt qua rơ le trung gian 8 chân.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế mô hình rửa xe ô tô tự động" của sinh viên Phạm Tấn Đạt và Phạm Thanh Lành (Khoa Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng) đã hoàn thành đầy đủ các nhiệm vụ tính toán động học, động lực học hệ dẫn động cơ khí công nghiệp và chế tạo thành công mô hình thực nghiệm thu nhỏ. Hệ thống được tích hợp điều khiển tự động hoàn toàn bằng PLC Siemens S7-1200 kết hợp mạng lưới cảm biến quang hồng ngoại, mạch bán dẫn công suất và camera xử lý ảnh. Các kết quả thử nghiệm trên mô hình khẳng định tính đúng đắn của giải thuật điều khiển tuần tự, cung cấp tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo tốt cho việc nghiên cứu và ứng dụng tự động hóa trong lĩnh vực dịch vụ chăm sóc phương tiện giao thông.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu đề tài Việt Nam là một trong những quốc gia có tỉ lệ sở hữu phương tiện đi lại cá nhân như ô tô, xe máy thuộc hàng cao nhất thế giới. Theo đó, hầu hết mọi người ưu tiên sử dụng phương tiện cá nhân hơn là lựa chọn phương tiện công cộng cho việc đi lại. Từ đó dẫn đến hệ quả là số lượng xe nhập khẩu không ngừng gia tăng qua mỗi năm. Số liệu do OEC (The Observatory of Economic Complexity) đưa ra cho cho Việt Nam đứng thứ 40 những quốc gia nhập khẩu ô tô nhiều nhất thế giới.

Nhu cầu sở hữu ô tô gia tăng dẫn đến các dịch vụ vệ sinh, chăm sóc xe phát triển theo. Đối với một tiệm rửa xe mà nói, tình trạng khách đông, phục vụ không kịp thời để khách phải chờ đợi lâu hiện nay khá quen thuộc. Đặc biệt trong những mùa cao điểm thì nhu cầu vệ sinh ô tô là cực lớn. Với phương pháp thủ công thì hiệu quả và năng suất làm việc không cao.

Có những khách hàng phải chờ đợi rất lâu mà vẫn chưa được phục vụ khiến họ cảm thấy khó chịu. Thậm chí, một số cửa hàng rửa xe phải từ chối nhận khách hay đề xuất khách ghé tiệm khác. Xuất phát từ những vấn đề về thời gian, hiệu quả công việc mà “Hệ Thống Rửa Xe Ô tô Tự Động” ra đời và được xem như là giải pháp hữu hiệu nhằm khắc phục những hạn chế còn tồn tại đó. Đồng thời cũng cắt giảm tối đa lượng nhân công cho một cửa hàng rửa xe.

Một số ý nghĩa thực tiễn của hệ thống rửa xe ô tô tự động: - Góp một phần vào ngành công nghiệp dịch vụ chăm sóc xe ô tô tại Việt Nam. - Lựa chọn được các công nghệ phù hợp với thời tiết, khí hậu khi áp dụng thực tế tại Việt Nam. - Giúp người dùng tiết kiệm được chi phí thời gian. - Giải quyết được vấn đề quá tải khi số lượng xe nhiều Hiện nay, có 3 kiểu rửa xe thường thấy là rửa xe thủ công, rửa xe bán tự động và rửa xe tự động.

7 * Rửa xe thủ công Hình 1. 1 Rửa xe theo phương pháp thủ công Với phương pháp này thì hầu như con người đảm nhiệm 100% công việc từ phun nước, phun chất tẩy rửa, làm sạch bụi bẩn và xì khô. Ưu điểm: - Xe được rửa khá sạch, chỗ nào nhiều vết bẩn thì được chú trọng rửa kỹ hơn. - Vốn đầu tư cho máy móc không lớn.

- Giá thành tương đối thấp. Nhược điểm: - Thời gian rửa xe lâu. - Chi phí nhân công tốn kém. 8 * Rửa xe bán tự động Hình 1.

2 Phương pháp rửa xe bán tự động Với phương pháp này, con người sẽ tham gia vào các quá trình như phun nước, tẩy rửa. Sau đó xe được đưa qua hệ thống phun nước, tẩy rửa bụi bẩn và hệ thống sấy khô tự động Ưu điểm: - Vốn đầu tư cho thiết bị không quá lớn. - Giảm bớt sức lao động của con người. - Phù hợp với địa hình nhiều quốc gia.

Nhược điểm: - Tuy tiết kiệm được thời gian nhưng vẫn chưa tối ưu. - Chưa kết hợp các quá trình thành một hệ thống hoàn chỉnh. 9 * Rửa xe tự động Hình 1. 3 Phương pháp rửa xe tự động Đây là dây chuyền gồm các máy móc chuyên dụng để phục vụ quá trình làm sạch xe toàn diện như: máy rửa xe, bơm, bình xịt bọt tuyết, chổi quét, máy xì hơi… đảm bảo tất cả các công đoạn đều được tự động hoá bằng máy móc.

Hệ thống rửa xe tự động là kết hợp của nhiều hệ thống công nghệ cao như hệ thống phun rửa, chổi quét, băng tải, sấy khô, tính tiền,… Ưu điểm: - Tiết kiệm thời gian rửa xe. - Sử dụng máy móc giúp tiết kiệm nhân công. - Phù hợp với nhiều quốc gia đã và đang phát triển Nhược điểm: - Vốn đầu tư ban đầu, chi phí lắp đặt bảo dướng lớn. - Chi phí dịch vụ cao 10 1.2 Nội dung đề tài Từ những ưu nhược điểm đã nêu ra ở trên, nhóm đưa ra những tiêu chí cho hệ thống rửa xe là: - Tiết kiệm tối đa nguồn nhân lực làm việc.

- Tiết kiệm thời gian tối đa cho khách hàng. - Xử lý được khối lượng xe bẩn lớn trong một khoảng thời gian nhất định. - Nhận diện được mức độ bẩn của xe để đưa ra thời gian rửa phù hợp - Thể hiện được tính chuyên nghiệp trong công việc Dựa vào các tiêu chí đặt ra, nhóm đã quyết định lựa chọn phương án “Thiết kế hệ thống rửa xe ô tô tự động” Tuy sử dụng hệ thống rửa xe tự động thì chi phí lắp đặt và vốn đầu tư lúc đầu là khá lớn hơn so với 2 phương án kia nhưng bù lại ngành dịch vụ chăm sóc, rửa xe đang là ngành có nhu cầu thị trường rất lớn. Việc tối ưu hoá lượng thời gian rửa cũng như rửa được một số lượng xe lớn trong một khoảng thời gian so với 2 phương án còn lại thì doanh thu cũng sẽ đạt được cao hơn rất nhiều và cũng tránh mất đi một lượng khách hàng cho đối thủ cạnh tranh.

Và máy móc tự động cũng giúp tiết kiệm chi phí nhân công khá nhiều.1 Phạm vi nghiên cứu Việc nghiên cứu thiết kế hệ thống rửa xe ô tô tự động có tính bao quát và bao gồm nhiều lĩnh vực. Trong đề tài này, nhóm giới hạn phạm vi nghiên cứu như sau: - Đối tượng: Nghiên cứu, thiết kế, phát triển hệ thống rửa xe ô tô tự động. - Đề tài nghiên cứu trên giới hạn ở phạm vi tính toán hệ thống có sẵn trong thực tế. - Hệ thống được điều khiển bằng PLC Siemens S7-1200 - Công nghệ xử lý ảnh phân biệt mức độ bẩn của xe 11 1.2 Nội dung nghiên cứu Trong thực tế hệ thống rửa xe ô tô tự động là một hệ thống khép kín gồm nhiều khâu như bãi đỗ xe, cây thanh toán tiền tự động, hệ thống rửa xe, hệ thống kiểm tra, phòng chờ… Tuy nhiên do hạn chế về mặt thời gian và kinh tế nên nhóm sẽ tập trung nghiên cứu giải quyết hệ thống rửa xe dành cho ô tô.

Một số vấn đề được đặt ra - Thiết kế giao diện có đạt được tính thẩm mĩ và các yêu cầu kỹ thuật. - Dự trù một số lỗi trong chương trình điều khiển có thể xảy ra khi đưa vào vận hành thực tế. - Đảm bảo đầy đủ các yêu cầu cơ bản của một hệ thống rửa xe trong thực tế. - Đáp ứng được nhu cầu của khách hàng hơn so với hệ thống rửa xe truyền thống hay không.

- Đảm bảo chất lượng xe sau khi rửa có sạch không. - Các thiết bị trong hệ thống có làm ảnh hưởng đến lớp sơn của xe hay không. Từ đó, nhóm nghiên cứu dựa theo 2 phương pháp tiếp cận: lý thuyết và thực nghiệm * Nghiên cứu lý thuyết - Tìm hiểu các tài liệu, đồ án về hệ thống rửa xe ô tô tự động đã có trước đó, qua đó tìm ra những ưu nhược điểm của họ rồi đúc kết đưa ra phương án tốt nhất cho đề tài. - Tìm hiểu các kiến thức liên quan đến cơ khí, các cơ cấu chấp hành (băng tải, motor, cảm biến…) từ các nguồn tài liệu để tính toán thiết kế dựa trên lý thuyết học được giúp phát triển hoàn chỉnh mô hình thực tế.

* Nghiên cứu thực nghiệm - Tham khảo tìm hiểu các mô hình rửa xe truyền thống trên địa bàn thành phố Đà Nẵng để đánh giá ưu nhược điểm của phương pháp rửa xe truyền thống trong thực tế. 12 - Xem và tham khảo các hệ thống thực của các hãng rửa xe tự động như: Leisuwash, Dayang, Schumak, Master Car Wash. - Nghiên cứu giải bài toán tự động hoá cho dây chuyền, xây dựng lưu đồ thuật toán. - Thiết kế, mô phỏng đến xây dựng mô hình tối ưu hoá nhất, xử lý các số liệu và viết báo cáo.

13 CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 2.1 Nguyên lí hoạt động của hệ thống 2.1 Quy trình rửa xe Hình 2. 1 Quy trình rửa xe Bước 1: Nhận diện độ bẩn của xe Bước 2: Phun nước và xà phòng cho xe Bước 3: Lau chà, làm sạch xe Bước 4: Phun nước làm sạch bột xà phòng Bước 5: Làm khô xe Bước 6: Kiểm tra mức độ sạch của xe 2.2 Nguyên lý hoạt động • Khi cảm biến 1 phát hiện xe, băng tải bắt đầu di chuyển và đồng thời camera tự động quét độ bẩn của xe • Khi cảm biến 2 phát hiện xe, sau 250ms băng tải xe dừng lại và cùng lúc đó chế độ phun nước lần 1 và phun xà phòng sẽ lần lượt hoạt động trong 1 khoảng thời gian 20s. Băng tải sẽ di chuyển trở lại sau khi kết thúc chế độ phun xà phòng 14 • Khi cảm biến 3 phát hiện xe, băng tải sẽ dừng lại và đồng thời kích hoạt chế độ lau chùi xe trong thời gian cho phép. Băng tải sẽ di chuyển trở lại sau khi kết thúc lau chùi • Khi cảm biến 4 phát hiện xe thì băng tải sẽ dừng lại sau 250ms, lúc đó chế độ phun nước lần 2 sẽ hoạt động trong thời gian 10s.

Băng tải sẽ di chuyển trở lại sau khi kết thúc chế độ phun nước lần 2 • Khi cảm biến 5 phát hiện xe, băng tải sẽ dừng lại sau 400ms và lúc đó chế độ làm khô xe sẽ tự động kích hoạt trong 15s. Sau khi kết thúc chế đề làm khô sẽ băng tải sẽ di chuyển trở lai, sau 1s thì kết thúc chương trình 2.2 Thiết kế hệ thống truyền động Hình 2. 2 Hình ảnh minh họa 15 a) Chọn động cơ điện Chọn động cơ điện không đồng bộ 3 pha kiểu ngắn mạch, điện áp 220/380V, kiểu kín hoặc bảo vệ và đặt nằm * Chọn công suất động cơ điện Theo tải trọng xe vào khoảng 1000kg Chọn lực kéo băng tải = 25000N Vận tốc băng tải = 0,5 m/s Công suất cần thiết cho động cơ điện P×v 25000×0,5 Ta có: N= = = 12,5 (kw) (2.1) 1000 1000 Theo sơ đồ bộ truyền chúng ta có hiệu suất của 𝜂𝑛𝑜𝑖𝑡𝑟𝑢𝑐 ,𝜂𝑏𝑟 , 𝜂𝑐𝑎𝑝𝑜 ,𝜂𝑥𝑖𝑐ℎ theo bảng 2.3) 𝜂 0,82 Trong đó: N: Công suất trên băng tải (kw) P: Lực kéo băng tải 𝑁𝑐𝑡 : Công suất cần thiết của động cơ điện V: Vận tốc băng tải 𝜂: Hiệu suất truyền động chung của hệ thống 𝜂𝑛𝑜𝑖𝑡𝑟𝑢𝑐 : Hiệu suất khớp nối 𝜂𝑏𝑟 : Hiệu suất bộ truyền bánh răng 𝜂𝑐𝑎𝑝𝑜 : Hiệu suất một cặp ổ lăn 𝜂𝑥𝑖𝑐ℎ : Hiệu suất bộ truyền xích 16 Bảng 2.