Đồ án thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát cầu trục dầm đôi trong nhà kho

• Tác giả: Hoàng Gia Phát
• Người hướng dẫn: TS. Trương Đình Nhơn
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điện – Điện tử
• Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát mô hình cẩu trục dầm đôi trong kho hàng
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu tình hình nghiên cứu hiện nay
• 1.2. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.4. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.6. Phương pháp nghiên cứu
• 1.7. Bố cục của đồ án
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Giới thiệu chung về cẩu trục
• 2.1.1. Khái niệm
• 2.1.2. Theo công dụng
• 2.1.3. Theo cách dẫn động các cơ cấu
• 2.1.4. Theo kiểu dáng kết cấu dầm
• 2.1.4.1. Cẩu trục dầm đơn
• 2.1.4.2. Cẩu trục dầm đôi
• 2.1.4.3. Cẩu trục dầm hộp
• 2.1.4.4. Cẩu trục dầm giàn
• 2.1.5. Theo cách tựa của dầm cầu lên đường ray di chuyển của cẩu trục
• 2.1.5.1. Cẩu trục tường
• 2.1.5.2. Cẩu trục dầm treo
• 2.1.6. Theo cách bố trí cơ cấu di chuyển cẩu trục
• 2.1.7. Theo phạm vị phục vụ
• 2.3. Các cơ cấu chính của cẩu trục
• 2.3.1. Pa lăng nâng hạ (Hoist)
• 2.3.1.1. Pa lăng cáp điện dầm đôi
• 2.3.1.2. Pa lăng xích điện
• 2.3.1.3. Pa lăng xích kéo tay
• 2.3.2. Dầm chính cẩu trục (Main girder)
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
• 3.1. Thiết kế, tính toán và lựa chọn phần cứng
• 3.1.1. Yêu cầu của hệ thống
• 3.1.3. Lưu đồ của chương trình
• 3.1.4. Tính toán và lựa chọn thiết bị
• 3.1.4.1. Tính toán cho cẩu trục
• 3.1.4.1.1. Tính toán sơ bộ cho nâng và hạ tải trọng
• 3.1.4.1.1.1. Phụ tải khi nâng
• 3.1.4.1.1.2. Phụ tải khi hạ
• 3.1.4.1.2. Tính toán sơ bộ cho nâng và hạ tải trọng
• 3.1.4.3. Khối điều khiển trung tâm
• 3.1.4.4. Module ngõ vào, ngõ ra số
• 3.1.4.4.1. Module ngõ vào, ngõ ra số tích hợp sẵn
• 3.1.4.4.2. Module ngõ vào, ngõ ra gắn thêm
• 3.1.4.5. Khối biến tần
• 3.1.4.6. Khối các thiết bị nhận tín hiệu bên ngoài
• 3.1.4.6.1. Công tắc hành trình
• 3.1.4.6.2. Cảm biến tiệm cận từ
• 3.1.4.7. Mạch khuếch đại tín hiệu cho Encoder
• 3.1.4.8. Bản vẽ kết nối thiết bị của hệ thống
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ PHẦN MỀM
• 4.1. Thiết kế các tính năng trong Wincc
• 4.1.1. Thực hiện liên kết với PLC
• 4.1.2. Thiết kế các trang chức năng cho hệ thống
• 4.1.3. Thiết kế các tính năng lưu thông tin cho hàng hóa
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT
• 5.2. Nhận xét kết quả
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.2. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Thiết kế hệ thống điều khiển cầu trục

Phần này tập trung vào thiết kế hệ thống điều khiển cầu trục dầm đôi cho kho hàng. Đề tài nghiên cứu hệ thống điều khiển cầu trục tự động, tối ưu hóa quá trình vận hành và nâng cao hiệu quả kho hàng. Thiết kế hệ thống điều khiển bao gồm phần cứng và phần mềm. Việc lựa chọn PLC điều khiển cầu trục là yếu tố then chốt. Cầu trục kho hàng cần hệ thống giám sát và điều khiển chính xác, an toàn. Tự động hóa cầu trục giúp giảm thiểu sai sót và tăng năng suất. An toàn hệ thống cầu trục là ưu tiên hàng đầu trong thiết kế. Giám sát cầu trục liên tục cần thiết để phát hiện và xử lý sự cố kịp thời. Cầu trục dầm đôi được chọn vì khả năng chịu tải và độ bền cao. Thiết kế cơ khí cầu trục cần đảm bảo khả năng vận hành ổn định. Mô phỏng cầu trục giúp đánh giá hiệu quả thiết kế trước khi triển khai.

1.1. Lựa chọn thiết bị và phần cứng

Đề tài sử dụng PLC S7-300 của Siemens, một lựa chọn phổ biến và tin cậy trong điều khiển công nghiệp. Cảm biến cầu trục bao gồm cảm biến proximity, encoder để đo vị trí chính xác. Servo motor cung cấp độ chính xác cao cho việc di chuyển. Động cơ điều khiển cầu trục được chọn dựa trên tải trọng và yêu cầu vận hành. Biến tần được sử dụng để điều khiển tốc độ động cơ một cách mượt mà và tiết kiệm năng lượng. Thiết kế hệ thống điện cầu trục cần đảm bảo an toàn và hiệu quả. Mạng truyền thông MPI được sử dụng cho việc kết nối các thiết bị. Thiết kế hệ thống điện phải đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn. Việc lựa chọn các thiết bị này dựa trên các yếu tố như độ tin cậy, giá thành, khả năng tích hợp và khả năng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống. Bản vẽ cầu trục chi tiết thể hiện các kết nối phần cứng.

1.2. Thiết kế phần mềm và giao diện người dùng

Phần mềm điều khiển cầu trục sử dụng STEP 7 để lập trình PLC và WinCC để thiết kế giao diện giám sát SCADA. Giao diện SCADA cho phép giám sát trạng thái hoạt động của hệ thống, điều khiển cầu trục và xem dữ liệu lịch sử. Phần mềm giám sát cầu trục cung cấp khả năng hiển thị trực quan các thông số vận hành. Lập trình PLC cần đảm bảo tính chính xác và an toàn. Mô hình hóa hệ thống hỗ trợ quá trình lập trình và kiểm tra. Quản lý kho hàng được hỗ trợ thông qua việc tích hợp hệ thống với phần mềm quản lý kho. Hiệu quả kho hàng tăng lên nhờ hệ thống điều khiển tự động. Tối ưu hóa kho hàng là mục tiêu quan trọng. Ứng dụng công nghệ trong kho hàng hiện đại được thể hiện rõ nét. Thiết kế hệ thống giám sát đảm bảo khả năng truy cập từ xa thông qua phần mềm TeamViewer.

1.3. Phân tích rủi ro và an toàn hệ thống

Phân tích rủi ro cầu trục là một phần quan trọng trong thiết kế. Tiêu chuẩn an toàn cầu trục được tuân thủ nghiêm ngặt. Đào tạo vận hành cầu trục cần được thực hiện để đảm bảo an toàn. Chi phí vận hành cầu trục được xem xét để tối ưu hóa. Bảo trì cầu trục định kỳ cần thiết để đảm bảo hoạt động liên tục. Hệ thống điều khiển thời gian thực đảm bảo phản hồi nhanh chóng. Sửa chữa cầu trục được thực hiện một cách nhanh chóng và hiệu quả. Lập đặt cầu trục đúng tiêu chuẩn đảm bảo an toàn vận hành. Tiêu chuẩn thiết kế cầu trục được tuân thủ chặt chẽ. Quá trình vận hành cầu trục được theo dõi liên tục. Đánh giá hiệu quả hệ thống được thực hiện sau khi triển khai.