Thiết kế hệ thống rửa xe đẩy hàng tự động

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống rửa xe đẩy hàng tự động - ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

• Tác giả: Dương Quang Hoàng Long
• Người hướng dẫn: TS. Tạ Văn Phương
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa
• Đề tài: Thiết kế hệ thống rửa xe đẩy hàng tự động
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về hệ thống rửa xe đẩy hàng tự động

Hệ thống rửa xe đẩy hàng tự động là công trình nghiên cứu thuộc đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. Đề tài do hai sinh viên Trần Ngọc Hoài và Dương Quang Hoàng Long thực hiện, dưới sự hướng dẫn của TS. Tạ Văn Phương, hoàn thành vào tháng 6 năm 2023. Hệ thống được thiết kế nhằm tự động hóa quy trình vệ sinh xe đẩy hàng trong môi trường công nghiệp và thương mại. Xe đẩy hàng trong siêu thị, kho bãi hay nhà máy tiếp xúc thường xuyên với bụi bẩn, vi khuẩn và tạp chất. Việc vệ sinh thủ công tốn nhiều nhân lực và thiếu đồng đều. Hệ thống tự động hóa giải quyết triệt để bài toán này. Mô hình hệ thống có kích thước 65×16×20 cm, tích hợp băng tải chính 60×10×4 cm và băng tải phụ 30×15×4 cm. Buồng sấy có kích thước 13×16×10 cm. Mô hình xe đẩy thu nhỏ đạt kích thước 10×8×11 cm. Hệ thống hoàn chỉnh bao gồm các công đoạn: làm ướt, chà rửa bằng chổi quay, tráng nước sạch và sấy khô bằng hơi nóng có áp suất.

1.1. Mục tiêu và phạm vi thực hiện đề tài

Đề tài đặt ra mục tiêu thiết kế và xây dựng hoàn chỉnh một hệ thống rửa xe đẩy hàng vận hành tự động theo chu trình khép kín. Nhóm nghiên cứu tập trung vào bốn nội dung chính: nghiên cứu phương pháp rửa xe đẩy, thiết kế phần cứng hệ thống, lập trình bộ điều khiển và xây dựng giao diện giám sát. Ngoài ra, dữ liệu vận hành được đưa lên cơ sở dữ liệu và hiển thị qua giao diện website trực tuyến. Hệ thống được chạy thử nghiệm thực tế, đánh giá hiệu suất và hoàn thiện trước khi nộp báo cáo. Thời gian thực hiện từ ngày 14/2/2023 đến 30/6/2023.

1.2. Ý nghĩa thực tiễn của hệ thống rửa xe tự động

Hệ thống rửa xe đẩy hàng tự động mang lại nhiều giá trị thực tiễn trong bối cảnh công nghiệp hóa hiện đại. Thay thế lao động thủ công giúp giảm chi phí nhân công và nâng cao năng suất vệ sinh. Quy trình tự động hóa đảm bảo chất lượng làm sạch đồng đều trên toàn bộ bề mặt xe. Hệ thống còn tích hợp khả năng giám sát từ xa qua website, cho phép quản lý vận hành theo thời gian thực. Ứng dụng này phù hợp với siêu thị, trung tâm logistics, nhà máy sản xuất thực phẩm và các cơ sở yêu cầu vệ sinh nghiêm ngặt. Đây là hướng nghiên cứu có tiềm năng thương mại hóa cao tại Việt Nam.

II. Phân tích bài toán vệ sinh xe đẩy hàng trong công nghiệp

Xe đẩy hàng là thiết bị thiết yếu trong hệ thống logistics hiện đại. Chúng tiếp xúc trực tiếp với sàn nhà, hàng hóa và môi trường bên ngoài. Vi khuẩn, bụi bẩn và tạp chất tích tụ trên bề mặt xe theo thời gian. Đặc biệt trong ngành thực phẩm và y tế, vệ sinh xe đẩy là yêu cầu bắt buộc theo tiêu chuẩn an toàn. Phương pháp rửa thủ công hiện tại tồn tại nhiều hạn chế rõ ràng. Nhân viên vệ sinh phải thực hiện lặp đi lặp lại các thao tác tốn sức. Chất lượng làm sạch phụ thuộc vào tay nghề và sức khỏe của từng người. Thời gian hoàn thành không ổn định và không thể kiểm soát đồng bộ. Hệ thống tự động hóa ra đời để khắc phục triệt để các nhược điểm trên. Ba giai đoạn xử lý chính trong hệ thống bao gồm: rửa nước áp lực cao để loại bỏ bụi bẩn thô, chà rửa bằng chổi quay để làm sạch sâu các bề mặt, và sấy khô bằng kết hợp nhiệt và áp suất không khí. Mỗi giai đoạn được điều khiển độc lập và phối hợp chặt chẽ qua bộ điều khiển PLC S7-1200.

2.1. Các phương pháp làm sạch và làm khô xe đẩy

Nghiên cứu xác định ba phương pháp làm khô phổ biến trong công nghiệp rửa xe. Phương pháp thổi khí nén sử dụng áp suất không khí cao để đẩy nước ra khỏi bề mặt. Phương pháp sấy nhiệt dùng thiết bị gia nhiệt tạo nhiệt độ cao, nhưng phân bố nhiệt không đều dẫn đến làm khô không triệt để. Phương pháp lau bằng khăn khô không phù hợp cho môi trường công nghiệp do hiệu quả thấp. Nhóm thiết kế lựa chọn kết hợp sấy nhiệt và thổi hơi: không khí trong buồng được làm nóng, sau đó quạt thổi hơi nóng áp lực lên toàn bộ bề mặt xe, đảm bảo sấy khô đồng đều và triệt để hơn.

2.2. Thách thức kỹ thuật trong thiết kế hệ thống tự động hóa

Thiết kế hệ thống rửa xe đẩy tự động đặt ra nhiều thách thức kỹ thuật phức tạp. Thứ nhất, băng tải phải di chuyển xe đẩy ổn định và đồng bộ qua các công đoạn mà không gây xô lệch. Thứ hai, điều khiển nhiệt độ buồng sấy đòi hỏi độ chính xác cao để đảm bảo sấy khô hiệu quả mà không gây hư hỏng vật liệu xe. Thứ ba, hệ thống cần phát hiện chính xác sự hiện diện của xe tại từng trạm để kích hoạt đúng thiết bị. Thứ tư, tích hợp giao diện HMI và hệ thống giám sát web đòi hỏi khả năng lập trình và truyền thông dữ liệu nâng cao. Mỗi thách thức đều được nhóm giải quyết bằng giải pháp kỹ thuật cụ thể.

III. Giải pháp kỹ thuật và phương pháp điều khiển hệ thống

Hệ thống rửa xe đẩy hàng tự động sử dụng PLC S7-1200 1214C DC/DC/DC làm bộ điều khiển trung tâm. PLC xử lý toàn bộ tín hiệu vào ra, điều phối hoạt động các cơ cấu chấp hành theo trình tự lập trình sẵn. Cảm biến hồng ngoại BM3M-TDT2 NPN phát hiện vị trí xe đẩy trên băng tải. Tín hiệu phản hồi từ cảm biến kích hoạt các relay và bơm áp suất tại đúng thời điểm. Bộ điều khiển nhiệt độ sử dụng Relay bán dẫn Fotek SSR 40-LA 25A kết hợp với cảm biến PT100 đọc nhiệt độ thực tế trong buồng sấy. Phương pháp điều khiển ON/OFF được áp dụng cho vòng điều khiển nhiệt độ. Khi nhiệt độ thực thấp hơn nhiệt độ đặt, relay đóng cấp 100% công suất cho thanh gia nhiệt. Khi đạt ngưỡng nhiệt độ, relay ngắt hoàn toàn. Vùng trễ được lập trình để hạn chế tần số đóng ngắt, bảo vệ tuổi thọ thiết bị. Giao diện giám sát được xây dựng trên WinCC RT Professional. Dữ liệu vận hành thời gian thực được truyền lên cơ sở dữ liệu và hiển thị qua giao diện website, cho phép giám sát từ xa.

3.1. Cấu hình phần cứng và danh sách thiết bị sử dụng

Trong môi trường thực nghiệm mô hình, nhóm sử dụng các thiết bị thay thế phù hợp với điều kiện thực tế phòng lab. PLC S7-1200 1214C thay thế cho PLC S7-1500 1512C. Động cơ băng tải 24VDC thay thế động cơ SIMOTICS công nghiệp. Bơm áp mini 365 12V và 385 12V thay thế bơm cao áp TT36. Cảm biến hồng ngoại E18-D80NK thay thế cảm biến quang điện. Relay bán dẫn Fotek SSR thay thế bộ điều khiển SCR 3 pha. Motor quạt gió 12V 8×8cm thay thế động cơ quạt gió 3 pha. Module AI SM1231 RTD và Module AQ SM1232 được sử dụng để đọc tín hiệu PT100 và điều khiển công suất SCR. Toàn bộ thiết bị được kết nối theo sơ đồ địa chỉ I/O chuẩn của PLC S7-1200.

3.2. Phương pháp điều khiển nhiệt độ ON OFF trong buồng sấy

Phương pháp điều khiển ON/OFF là phương pháp cổ điển và được áp dụng phổ biến trong các hệ thống nhiệt đơn giản. Bộ điều khiển so sánh liên tục giá trị nhiệt độ đặt w(k) với nhiệt độ đo thực tế y(k). Nếu sai số e(k) vượt ngưỡng dương ∆, relay đóng và cấp 100% công suất cho thanh gia nhiệt. Khi sai số giảm xuống dưới ngưỡng âm –∆, relay ngắt hoàn toàn và công suất về 0%. Vùng trễ 2∆ được lập trình để tránh đóng ngắt quá nhanh, giảm hao mòn relay và ổn định nhiệt độ buồng sấy. Nhiệt độ thực dao động trong biên độ nhỏ quanh giá trị đặt, đảm bảo sấy khô đạt yêu cầu kỹ thuật mà tiêu thụ điện năng hợp lý.

IV. Kết quả và ứng dụng thực tiễn của đề tài tốt nghiệp

Đề tài hoàn thành đúng tiến độ vào ngày 30/6/2023 với đầy đủ các hạng mục đề ra. Mô hình hệ thống rửa xe đẩy hàng tự động hoạt động ổn định, thực hiện đầy đủ các công đoạn: đưa xe vào băng tải, rửa nước, chà rửa bằng chổi quay và sấy khô bằng hơi nóng. Hệ thống điều khiển PLC vận hành chính xác, phát hiện và xử lý xe tại từng vị trí theo đúng lập trình. Giao diện HMI trên WinCC RT Professional cho phép giám sát và điều chỉnh tham số trực tiếp. Hệ thống website hiển thị dữ liệu vận hành theo thời gian thực, mở ra khả năng quản lý từ xa qua Internet. Kết quả thực nghiệm chứng minh tính khả thi của giải pháp tự động hóa quy trình vệ sinh xe đẩy. Hệ thống có thể mở rộng lên quy mô công nghiệp bằng cách nâng cấp thiết bị theo thông số thiết kế gốc. Đây là nền tảng quan trọng cho các nghiên cứu tiếp theo về tự động hóa thiết bị vệ sinh trong môi trường thương mại và sản xuất tại Việt Nam.

4.1. Đánh giá hiệu quả hoạt động của mô hình thực nghiệm

Mô hình thực nghiệm đạt được nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống công nghiệp quy mô lớn. Băng tải vận chuyển xe đẩy qua từng công đoạn một cách liên tục và đồng bộ. Cảm biến phát hiện chính xác vị trí xe và kích hoạt đúng thiết bị tại đúng thời điểm. Buồng sấy đạt nhiệt độ ổn định theo giá trị đặt nhờ vòng điều khiển ON/OFF có vùng trễ. Chổi quay làm sạch hiệu quả các bề mặt xe trong thời gian ngắn. Mặc dù thiết bị thực nghiệm có thông số kỹ thuật thấp hơn thiết kế công nghiệp, mô hình vẫn minh chứng rõ ràng tính đúng đắn của phương án thiết kế và lập trình điều khiển đề ra.

4.2. Hướng phát triển và tiềm năng ứng dụng trong tương lai

Hệ thống rửa xe đẩy tự động có nhiều hướng phát triển tiếp theo đáng chú ý. Về phần cứng, có thể nâng cấp lên PLC S7-1500, bơm cao áp công nghiệp và động cơ ba pha để đáp ứng quy mô sản xuất thực tế. Về phần mềm, tích hợp thuật toán điều khiển PID thay thế ON/OFF sẽ nâng cao độ chính xác điều khiển nhiệt độ và tiết kiệm năng lượng. Về kết nối, ứng dụng giao thức IoT và điện toán đám mây giúp mở rộng khả năng giám sát và phân tích dữ liệu vận hành. Thị trường ứng dụng bao gồm siêu thị, trung tâm phân phối, nhà máy thực phẩm và bệnh viện — tất cả đều có nhu cầu vệ sinh thiết bị vận chuyển định kỳ với tiêu chuẩn cao.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Xe đẩy hàng là phương tiện trung chuyển hàng hóa thiết yếu và xuất hiện phổ biến tại hầu hết các hệ thống siêu thị, trung tâm thương mại. Trong quá trình mua sắm, xe đẩy tiếp xúc trực tiếp với đa dạng các chủng loại hàng hóa (bao gồm cả thực phẩm tươi sống) và bàn tay của rất nhiều lượt khách hàng. Khu vực tay cầm xe trở thành vị trí tích tụ và phát tán lượng lớn vi sinh vật gây hại.

Theo báo cáo nghiên cứu của EMLab P&K (phòng thí nghiệm chất lượng không khí thương mại hàng đầu khu vực Bắc Mỹ) được tác giả trích dẫn:

• Các thử nghiệm kiểm tra trên các mẫu xe đẩy lấy từ 4 nhóm cửa hàng (tạp hóa truyền thống, cửa hàng giảm giá, siêu thị và cửa hàng cao cấp; trung bình 5 xe/loại cửa hàng) cho thấy lượng vi khuẩn trên một chiếc xe đẩy siêu thị cao gấp 361 lần so với tay nắm cửa nhà vệ sinh.
• 3/4 số xe đẩy được kiểm tra có chứa vi khuẩn nguy hiểm như Escherichia coli (E. Coli) và Salmonella.
• Hơn 90% vi khuẩn gram âm được phát hiện trên 3/4 số xe khảo sát; vi khuẩn Bacillus liên quan đến ngộ độc thực phẩm và nấm men Candida gây nhiễm trùng da cũng hiện diện phổ biến. Vi khuẩn Staphylococci chiếm 1/3 tổng số ca nhiễm trùng do vi khuẩn ở người.

Trên thực tế, công tác vệ sinh xe đẩy hàng tại các siêu thị hiện nay tồn tại nhiều bất cập:

• Phương pháp thủ công: Sử dụng vòi xịt áp lực cao kết hợp hóa chất lau chùi thủ công. Nhược điểm là tiêu tốn nhiều nhân công, thời gian xử lý kéo dài, lãng phí lượng nước lớn, khó tiếp cận triệt để các góc khuất và để lại các vũng nước bẩn hoặc bọt khí đọng.
• Dây chuyền công nghiệp cố định: Quy trình khép kín và năng suất cao nhưng đòi hỏi phải vận chuyển xe từ siêu thị đến trạm rửa tập trung, phát sinh chi phí vận tải và làm thiếu hụt lượng xe phục vụ cục bộ.
• Hệ thống rửa di động dạng xe kéo (trailer-based): Tích hợp thiết bị trong một khoang nhưng chỉ xử lý được 1 xe mỗi lượt và đòi hỏi người vận hành phải đóng mở cửa, đưa xe vào - ra thủ công liên tục.

Xuất phát từ thực trạng trên, đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh thực hiện đề tài "Thiết kế hệ thống rửa xe đẩy hàng tự động" do sinh viên Trần Ngọc Hoài và Dương Quang Hoàng Long thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Tạ Văn Phương.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

1. Đảm bảo tẩy rửa sạch sẽ toàn bộ bề mặt xe đẩy hàng, loại bỏ triệt để các vết bẩn và vi khuẩn gây bệnh bám dính.
2. Thiết kế buồng rửa có khả năng xử lý đồng thời tối đa 4 xe đẩy cùng một lúc nhằm đáp ứng lưu lượng xe lớn tại các siêu thị.
3. Làm khô hoàn toàn xe đẩy ngay sau chu trình rửa bằng nhiệt độ cao kết hợp luồng khí cưỡng bức, cho phép đưa xe vào tái sử dụng tức thì mà không cần thời gian chờ khô ráo.
4. Cho phép người vận hành cài đặt linh hoạt các thông số kỹ thuật (thời gian, tốc độ, nhiệt độ) thông qua giao diện màn hình HMI để tương thích với nhiều kích cỡ xe khác nhau.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Quy trình công nghệ rửa, khử khuẩn, cọ rửa cơ học, sấy khô cưỡng bức xe đẩy hàng siêu thị; hệ thống điều khiển tự động hóa bằng PLC kết hợp giám sát SCADA/Web Server.
• Phạm vi không gian và quy mô:
  • Về thiết kế công nghiệp: Hệ thống thực tế có kích thước khoang rửa chứa tối đa 4 xe đẩy (băng tải chính dài 6,5 - 7 m, chu trình rửa ước tính 1 - 2 phút/lượt; tải trọng xe từ 30 - 40 kg/xe).
  • Về thi công thực nghiệm: Nhóm tác giả thu nhỏ và chế tạo mô hình vật lý phục vụ thử nghiệm với kích thước khung vỏ 65 x 16 x 20 cm; phần lò sấy 13 x 16 x 10 cm; mô hình xe đẩy 10 x 8 x 11 cm; băng tải chính 60 x 10 x 4 cm; băng tải phụ 30 x 15 x 4 cm.
• Phạm vi thời gian: Đồ án được giao nhiệm vụ ngày 14/02/2023 và hoàn thành nghiệm thu vào ngày 30/06/2023.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và công nghệ ứng dụng

Đề tài kế thừa và phát triển giải pháp từ công trình nghiên cứu hệ thống rửa xe đẩy di động của Jiacheng Cai, Cenan Chen, Chunhong Yang (2016) tại Viện Công nghệ Blekinge (Thụy Điển), đồng thời cải tiến theo hướng tự động hóa liên tục dạng buồng rửa cố định tại chỗ.

Về cơ chế xử lý vệ sinh và hóa chất:

• Dung dịch sát khuẩn: Tác giả nghiên cứu tính năng của các chất khử khuẩn chuyên dụng như dung dịch cồn (nồng độ 60 - 95%), dung dịch chứa Chlorhexidine, dung dịch Iodine, Benzalkonium chloride và xà phòng kháng khuẩn "Antibacterial Hand Soap" (chứa triclosan hoặc tinh dầu tràm trà - tea tree oil) pha loãng theo tỷ lệ 1 phần dung dịch : 3 phần nước.
• Cơ cấu cọ rửa: Sử dụng hệ thống chổi cọ hình trụ gắn trực tiếp vào trục động cơ giảm tốc, quay từ 50 đến 200 vòng/phút để cọ rửa hai mặt bên của xe khi di chuyển qua.
• Cơ chế sấy khô: Kết hợp gia nhiệt bằng điện trở nhiệt và quạt thổi cưỡng bức. Luồng khí nóng được phân phối đồng đều vào khoang sấy nhằm làm bay hơi nước bám trên các mắt lưới kim loại.

Về thuật toán điều khiển nhiệt độ buồng sấy: Tác giả tiến hành so sánh 4 giải pháp điều khiển:

1. Điều khiển ON/OFF (rơ-le trễ): Đơn giản, độ tin cậy cao nhưng sinh sai số xác lập lớn, gây dao động xung quanh giá trị đặt.
2. Điều khiển điều chế độ rộng xung (PWM): Tần số đáp ứng nhanh, giảm sai số xác lập và điều chỉnh công suất liên tục.
3. Điều khiển mờ (Fuzzy Logic): Thích hợp cho đối tượng phi tuyến hoặc khó mô hình hóa toán học, nhưng chất lượng điều chỉnh phụ thuộc chủ quan vào số lượng và tập luật mờ do người thiết kế định nghĩa.
4. Bộ điều khiển vi tích phân tỉ lệ (PID): Sử dụng hàm truyền dựa trên 3 thành phần: khâu tỉ lệ ($K_p$) làm giảm thời gian tăng và sai số xác lập; khâu tích phân ($K_i$) triệt tiêu sai số xác lập; khâu vi phân ($K_d$) giảm độ vọt lố và tăng tính ổn định của hệ kín.

Nhóm tác giả lựa chọn bộ điều khiển PID tích hợp trên PLC Siemens để ổn định nhiệt độ buồng sấy vì phương pháp này đảm bảo tính ổn định cao, đáp ứng đủ độ chính xác công nghệ và được thư viện phần mềm hỗ trợ sẵn.

Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp phân tích - tổng hợp lý thuyết: Thu thập số liệu dịch tễ, khảo cứu tài liệu chuyên ngành về thiết bị tự động hóa công nghiệp và các phương thức truyền động, cảm biến.
• Phương pháp tính toán và thiết kế kỹ thuật: Tính chọn công suất động cơ kéo băng tải dựa trên công thức cơ học: $$\text{Công suất} = \frac{\text{Tải trọng} \times \text{Vận tốc} \times \text{Hệ số tỉ trọng} \times \text{Hệ số ma sát}}{\text{Hiệu suất hệ thống}}$$ Từ đó xác định dải công suất động cơ băng tải công nghiệp cần thiết là khoảng 0,5 HP (3 HP cho dòng SIMOTICS SD100 để đảm bảo hệ số an toàn trong môi trường độ ẩm cao).
• Phương pháp thực nghiệm mô hình: Do hạn chế về ngân sách và thời gian nhập khẩu thiết bị công nghiệp chuẩn, tác giả xây dựng mô hình thu nhỏ bằng các linh kiện tương đương để kiểm chứng thuật toán điều khiển logic và nguyên lý làm việc của hệ thống.

---

Thiết kế và triển khai

Kiến trúc phần cứng và thiết bị công nghiệp đề xuất

Hệ thống hoàn chỉnh trong thiết kế thực tế bao gồm 5 khâu liên kết chặt chẽ:

1. Khâu cấp phôi/hàng chờ: Băng chuyền chờ tích hợp xy lanh khí nén định vị và tay giữ cơ khí kéo từng xe đẩy vào khoang rửa.
2. Khâu vận chuyển: Băng tải lòng máng đưa xe chạy xuyên suốt từ cửa nạp qua khoang rửa, khoang sấy đến cửa thoát.
3. Khâu rửa xe: Bơm áp lực cao kết hợp hệ thống đường ống dẫn và đầu béc phun bố trí đa hướng; động cơ chổi xoay tác động vào hai bên thân xe.
4. Khâu sấy nhiệt: Buồng sấy cách nhiệt chứa thanh điện trở nhiệt, cảm biến nhiệt độ và quạt hút/thổi luồng khí nóng.
5. Khâu điều khiển trung tâm và giám sát: Tủ điện chứa PLC, biến tần, module mở rộng, bộ điều khiển công suất SCR và màn hình giao diện HMI.

Hạng mục thiết bị	Thiết bị thiết kế cho hệ thống thực tế	Thiết bị thay thế trên mô hình thực nghiệm
Bộ điều khiển trung tâm	PLC Siemens S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC	PLC Siemens S7-1500 CPU 1512C
Giao diện vận hành tại chỗ	Màn hình HMI Siemens KTP700 Basic DP (7 inch)	Phần mềm SCADA WinCC RT Professional
Động cơ kéo băng tải	Động cơ SIMOTICS SD100 (3 HP) + Biến tần Sinamics G120C	Động cơ DC 24V mã 1634G
Bơm cấp dung dịch & nước	Bơm cao áp TT36 (3 - 6,5 HP, áp lực 21 - 45 kg/cm², lưu lượng 30 - 40 L/phút)	Bơm màng mini 365 12V / 385 12V
Động cơ chổi cọ hai bên	Động cơ giảm tốc 3 pha SH6 (2,2 kW - 3 HP, tỉ số truyền linh hoạt)	Động cơ DC RS385 12V (3800 vòng/phút, trục 2,3 mm)
Cảm biến nhận diện xe	Cảm biến quang điện BM3M-TDT2 (thu-phát rời, khoảng cách phát hiện 3 m)	Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK NPN
Cảm biến đo nhiệt độ sấy	Cảm biến RTD PT100 (dây bọc Teflon, dải đo -50°C đến 300°C)	Cảm biến nhiệt điện trở PT100
Module mở rộng PLC	SM1231 4xAI RTD và SM1232 2xAQ 14-bit	Các kênh AI/AQ tích hợp sẵn trên PLC S7-1500
Cơ cấu sinh nhiệt sấy	Thanh điện trở nhiệt công nghiệp 3 pha 380V (công suất ~4 kW, dòng ~8 A)	Que điện trở sấy khuôn 220V phi 10
Điều khiển công suất sấy	Bộ điều khiển công suất SCR 3 pha 25A Aoyi (tín hiệu vào 4-20mA / 0-10V)	Relay bán dẫn Fotek SSR 40-LA
Quạt gió thổi nhiệt	Động cơ quạt gió 3 pha 380V TTC-TF3 (3 kW, 1450 vòng/phút, 73 dB)	Động cơ quạt tản nhiệt DC 12V kích thước 8 x 8 cm
Van điều khiển lưu chất	Van điện từ 2W-200-20 phi 21 (dung dịch) và Festo VZWP chịu áp 40 bar (nước)	Van điện từ đóng ngắt mini

Phân bổ tín hiệu Vào/Ra (I/O) trên PLC

Hệ thống sử dụng bảng ánh xạ địa chỉ vào/ra để phục vụ lập trình điều khiển:

• Tín hiệu số đầu vào (Digital Inputs):
  • I0.3: Rơ-le nhiệt bảo vệ động cơ chổi quay 1 (2KF1).
  • I0.4: Rơ-le nhiệt bảo vệ động cơ chổi quay 2 (2KF2).
  • I0.5: Rơ-le nhiệt bảo vệ động cơ bơm rửa 1 (2KF3).
  • I0.6: Rơ-le nhiệt bảo vệ động cơ bơm rửa 2 (2KF4).
  • I0.7: Tín hiệu quá nhiệt bộ điều khiển công suất SCR 1 (1FC1).
  • I1.0: Tín hiệu quá nhiệt bộ điều khiển công suất SCR 2 (1FC2).
• Tín hiệu số đầu ra (Digital Outputs):
  • Q0.3: Khởi động từ điều khiển động cơ chổi quay 1 (6QA3).
  • Q0.4: Khởi động từ điều khiển động cơ chổi quay 2 (6QA4).
  • Q0.5: Khởi động từ điều khiển quạt sấy nhiệt (6QA5).
• Tín hiệu tương tự (Analog Inputs/Outputs):
  • IW96: Kênh đọc tín hiệu cảm biến PT100 qua module SM1231 RTD.
  • QW112, QW114: Tín hiệu điều khiển analog từ module SM1232 cấp cho bộ điều khiển góc kích SCR 1 và SCR 2.

Quy trình điều khiển và chế độ vận hành

Hệ thống được thiết kế vận hành theo hai chế độ chính:

• Chế độ bằng tay (Manual): Cho phép người vận hành cưỡng bức chạy/dừng riêng rẽ từng cơ cấu chấp hành (bơm, quạt, chổi cọ, băng chuyền, gia nhiệt) trực tiếp từ giao diện màn hình để phục vụ bảo dưỡng hoặc sửa chữa.
• Chế độ tự động (Auto): Vận hành hoàn toàn tự động theo trình tự logic:
  1. Xe được đặt trên băng tải chờ; người vận hành kiểm tra mức nước và dung dịch hóa chất trong bồn chứa.
  2. Nhấn nút Start và kích hoạt chế độ Auto. Cơ cấu tay đẩy kéo xe qua cửa nạp; cảm biến quang học xác nhận sự hiện diện của xe.
  3. Bơm áp lực phun phủ dung dịch xà phòng khử khuẩn; các chổi xoay khởi động để cọ rửa thân xe; sau đó bơm cao áp thứ hai kích hoạt vòi phun nước sạch đa hướng để tráng rửa.
  4. Xe tiến vào buồng sấy nhiệt. Vòng lặp PID kích hoạt thanh gia nhiệt thông qua SCR và quạt thổi khí nóng phân phối nhiệt lượng làm khô toàn diện.
  5. Xe di chuyển ra băng tải lối ra và hạ xuống sàn để sẵn sàng đưa vào sử dụng.
  6. Khi nhấn nút Stop, hệ thống duy trì hoạt động đến khi toàn bộ số xe đang nằm trong khoang được xử lý xong mới ngắt nguồn. Nút dừng khẩn cấp (Emergency Stop) cho phép cắt điện tức thời toàn bộ thiết bị khi xảy ra sự cố.

Hệ thống giám sát SCADA và quản lý dữ liệu qua Web

Nhóm tác giả xây dựng cấu trúc quản lý dữ liệu bao gồm:

• Giao diện điều khiển SCADA tại trạm (WinCC/HMI): Thiết kế màn hình đăng nhập, màn hình tổng quan quy trình, màn hình khu vực rửa, màn hình khu vực sấy, màn hình cài đặt thông số PID/thời gian và màn hình hiển thị danh sách cảnh báo sự cố.
• Cơ sở dữ liệu máy tính (Microsoft SQL Server): Lưu trữ 4 bảng dữ liệu riêng biệt:
  1. Bảng tài khoản (Accounts): Phân quyền đăng nhập hệ thống.
  2. Bảng giá trị cảm biến nhiệt độ: Lưu trữ dữ liệu thời gian thực từ cảm biến PT100.
  3. Bảng trạng thái thiết bị: Lưu lịch sử kích hoạt/ngắt của từng động cơ, bơm, van.
  4. Bảng cảnh báo (Alarms): Ghi nhận lịch sử xuất hiện và biến mất của các cảnh báo lỗi rơ-le nhiệt, quá nhiệt buồng sấy.
• Giao diện Website hiển thị trực tuyến: Cho phép người quản lý truy cập từ xa để theo dõi trạng thái hoạt động, tra cứu lịch sử nhiệt độ theo mốc thời gian và tổng hợp báo cáo số lượng xe đẩy đã được làm sạch trong ngày.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan

Giới thiệu tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ việc xe đẩy siêu thị là vật trung gian tiềm ẩn nguy cơ lây nhiễm vi khuẩn cao nhưng chưa được vệ sinh đúng mức. Tác giả phân tích các nghiên cứu đi trước và xác định sự cần thiết của một hệ thống rửa tự động tại Việt Nam. Nội dung chương công bố mục tiêu rửa sạch tối đa 4 xe/lượt, sấy khô tức thì, cho phép cấu hình thông số và xác định rõ giới hạn nghiên cứu: thiết kế theo quy mô công nghiệp thực tế nhưng chế tạo kiểm chứng dưới dạng mô hình vật lý thu nhỏ.

Chương 2. Cơ sở lý thuyết

Trình bày các số liệu y tế từ EMLab P&K chứng minh mức độ nhiễm khuẩn nghiêm trọng trên tay cầm xe đẩy siêu thị (chứa vi khuẩn gram âm, gram dương, E. Coli, Salmonella, nấm mốc). Khảo sát ưu - nhược điểm của 3 giải pháp vệ sinh hiện hữu (thủ công, máy công nghiệp cố định, máy rửa di động dạng trailer). Đánh giá tính chất hóa học của các dung dịch khử khuẩn (cồn, Chlorhexidine, Iodine, xà phòng kháng khuẩn XYZ). Trình bày cơ sở lý thuyết điều khiển nhiệt độ buồng sấy, so sánh các giải pháp ON/OFF, PWM, Fuzzy Logic và đi sâu vào cấu trúc toán học của bộ điều khiển PID cùng bảng tác động tham số $K_p, K_i, K_d$.

Chương 3. Tính toán và thiết kế

Xác định các tiêu chuẩn kỹ thuật cho phần cơ khí (buồng rửa chịu nước, chịu nhiệt, dài 6,5 - 7 m) và phần điện (điều khiển tự động, hai chế độ Auto/Manual, giám sát HMI). Xây dựng lưu đồ thuật toán vận hành tổng quát, lưu đồ chế độ Manual và Auto. Lập bảng tính chọn chi tiết toàn bộ chuỗi thiết bị công nghiệp (PLC S7-1200 CPU 1214C, biến tần G120, động cơ SIMOTICS SD100, bơm TT36, van Festo VZWP, cảm biến BM3M-TDT2, PT100, SCR Aoyi 25A, quạt gió TTC-TF3). Thiết lập bảng chuyển đổi sang các linh kiện mô hình thực nghiệm và sơ đồ đấu nối dây I/O chi tiết của PLC và module mở rộng.

Chương 4. Thi công hệ thống

Trình bày các bước gia công cơ khí và tích hợp hệ thống phần cứng thực nghiệm bao gồm: khung băng tải nạp có gắn xy lanh khí nén, khoang rửa bố trí đường ống béc phun và trục chổi cọ xoay, buồng sấy lắp que gia nhiệt và quạt tản gió. Triển khai phần mềm: cấu hình kết nối truyền thông phần cứng, lập trình khối hàm điều khiển trên TIA Portal, thiết kế giao diện vận hành SCADA/HMI và thiết lập cơ sở dữ liệu trên SQL Server để ghi nhận dữ liệu nhiệt độ, trạng thái thiết bị và cảnh báo.

Chương 5. Kết quả thực hiện

Trưng bày hình ảnh hoàn thiện của mô hình cơ khí phần cứng và kết quả kiểm thử các khâu công nghệ (xy lanh đẩy xe, phun dung dịch sát khuẩn, chổi cọ quay làm sạch, xịt tráng nước sạch, sấy nhiệt độ cao và đưa xe ra ngoài). Giới thiệu hệ thống giao diện SCADA trên WinCC và hệ thống Web Server trực tuyến hiển thị các màn hình Dashboard, tra cứu dữ liệu cảm biến nhiệt độ theo thời gian thực, bảng lịch sử thiết bị và lịch sử báo lỗi.

Chương 6. Kết luận và hướng phát triển

Đánh giá mức độ hoàn thành nhiệm vụ theo đề cương: hệ thống vận hành đúng nguyên lý, tự động hóa đầy đủ các bước rửa và sấy khô, giao diện điều khiển trực quan, dữ liệu được đồng bộ lên cơ sở dữ liệu và website. Xác định các thiếu sót cần hoàn thiện và định hướng nâng cấp hệ thống trong tương lai.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

• Chế tạo thành công mô hình vật lý: Hoàn thiện mô hình rửa xe đẩy hàng tự động hoạt động đồng bộ với kích thước khung vỏ 65 x 16 x 20 cm, khoang sấy 13 x 16 x 10 cm, băng chuyền chính 60 x 10 x 4 cm và băng chuyền phụ 30 x 15 x 4 cm.
• Tự động hóa hoàn toàn quy trình vệ sinh: Mô hình thực hiện chuỗi vận hành khép kín bao gồm: cấp xe tự động bằng xy lanh, phun hóa chất khử trùng đa góc độ, cọ rửa hai bên thân xe bằng chổi xoay, rửa tráng áp lực cao và sấy khô cưỡng bức bằng khí nóng.
• Ứng dụng thuật toán điều khiển nhiệt độ PID: Điều khiển ổn định nhiệt độ buồng sấy theo thông số đặt, duy trì môi trường nhiệt thích hợp giúp xe khô ráo ngay tại cửa ra.
• Tích hợp giám sát đa nền tảng: Xây dựng hoàn chỉnh hệ thống SCADA tại chỗ kết hợp cổng thông tin Web Server quản lý từ xa, số hóa dữ liệu vận hành vào cơ sở dữ liệu SQL Server với 4 bảng quản trị độc lập.

Đóng góp thực tiễn của đề tài

1. Giải quyết bài toán vệ sinh xe đẩy hàng số lượng lớn ngay tại khuôn viên siêu thị mà không làm gián đoạn chuỗi cung ứng xe cho khách hàng như các trạm rửa công nghiệp bên ngoài.
2. Giảm thiểu chi phí nhân công và hạn chế việc sử dụng nước lãng phí so với phương pháp xịt rửa thủ công truyền thống.
3. Đưa ra tài liệu thiết kế cơ sở hoàn chỉnh cho một hệ thống công nghiệp thực tế (tính chọn thiết bị từ động cơ, máy bơm cao áp, cảm biến đến biến tần và PLC), đồng thời chứng minh tính khả thi của giải pháp thông qua mô hình thực nghiệm chi phí thấp.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

• Do hạn chế về ngân sách và thời gian nhập khẩu thiết bị, nhóm tác giả chưa thể chế tạo hệ thống ở quy mô thực tế 1:1 mà phải dùng mô hình thu nhỏ; toàn bộ thiết bị công nghiệp 3 pha và thiết bị áp lực cao trong tính toán thiết kế phải thay bằng động cơ DC và bơm mini 12V - 24V.
• Khả năng xử lý của mô hình bị giới hạn ở kích thước xe đẩy giả lập (10 x 8 x 11 cm); cơ cấu rửa chỉ mới tập trung xử lý hai mặt bên và bề mặt thông qua béc xịt, chưa tích hợp chổi cọ đáy xe chuyên dụng.
• Chưa có số liệu xét nghiệm vi sinh thực tế trước và sau khi rửa trên mô hình để định lượng chính xác hiệu quả diệt khuẩn.

Hướng phát triển tiếp theo

• Triển khai thi công và lắp đặt thử nghiệm hệ thống ở quy mô thực tế (chiều dài băng tải 6,5 - 7 m, xử lý đồng thời 4 xe đẩy thật loại 30 - 40 kg).
• Nghiên cứu cơ cấu thu gom, lọc và tuần hoàn nước rửa nhằm tối ưu hóa lượng nước tiêu thụ và bảo vệ môi trường.
• Bổ sung cụm chổi cọ đáy và cơ cấu làm sạch bánh xe đẩy – vị trí tích tụ nhiều bùn đất và rác thải sàn nhà.
• Nâng cấp hệ thống thị giác máy tính (Camera/AI) để tự động nhận dạng chủng loại xe đẩy hoặc phát hiện các dị vật sót lại trong giỏ hàng trước khi đưa vào khoang rửa.

---

Giá trị tham khảo

Bản đồ án là tài liệu tham khảo cho sinh viên và kỹ sư thuộc các ngành Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Cơ điện tử và Kỹ thuật Công nghiệp.

Các nội dung có giá trị tham khảo ứng dụng cao gồm:

• Quy trình tính toán truyền động cơ khí - điện: Phương pháp tính chọn công suất động cơ băng tải công nghiệp chịu tải lớn trong môi trường độ ẩm cao.
• Tài liệu thiết kế hệ thống điều khiển PLC Siemens: Sơ đồ kết nối phần cứng chi tiết của PLC S7-1200 kết hợp các module mở rộng Analog (SM1231 RTD, SM1232 AQ) và bộ điều khiển công suất SCR phục vụ vòng lặp PID nhiệt độ.
• Phương pháp chuyển đổi thiết kế sang mô hình thực nghiệm: Bảng đối chiếu và giải pháp thay thế linh kiện công nghiệp đắt tiền bằng các linh kiện cơ bản để xây dựng đồ án kiểm chứng nguyên lý hoạt động.
• Giải pháp chuyển đổi số trong tự động hóa: Phương thức kết nối dữ liệu từ PLC/SCADA lên hệ quản trị cơ sở dữ liệu Microsoft SQL Server và trích xuất dữ liệu phục vụ giám sát vận hành qua giao diện Website.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Nghiên cứu của EMLab P&K được tác giả trích dẫn đưa ra những con số nào về mức độ ô nhiễm vi khuẩn trên xe đẩy siêu thị?
Nghiên cứu của EMLab P&K chỉ ra rằng xe đẩy trong siêu thị chứa lượng vi khuẩn gấp 361 lần so với tay nắm cửa nhà vệ sinh. Có tới 3/4 số xe được kiểm tra chứa vi khuẩn gram âm gây hại (bao gồm E. Coli và Salmonella), hơn 90% vi khuẩn tìm thấy là gram âm, 24% mầm bệnh trên tay cầm là vi khuẩn gram dương, và vi khuẩn Staphylococci chiếm 1/3 trong số các ca nhiễm trùng ở người.

2. Vì sao nhóm tác giả lựa chọn bộ điều khiển PID để điều khiển nhiệt độ buồng sấy thay vì các phương pháp khác?
Qua phân tích 4 phương pháp (ON/OFF, PWM, Fuzzy, PID), nhóm nhận thấy phương pháp ON/OFF tạo ra sai số xác lập và dao động nhiệt lớn; Fuzzy Logic khó xác định tập luật mờ tối ưu do mang tính ước lượng; trong khi PID có cấu trúc đơn giản, độ tin cậy và tính ổn định cao, đáp ứng tốt yêu cầu công nghệ sấy và được hỗ trợ sẵn trong tập lệnh của bộ điều khiển PLC Siemens.

3. Nhóm tác giả đã giải quyết bài toán kinh phí khi thi công mô hình thực nghiệm như thế nào?
Do các thiết bị công nghiệp theo thiết kế gốc (như PLC S7-1200 CPU 1214C, biến tần Sinamics G120, động cơ SIMOTICS SD100 3HP, bơm TT36, SCR Aoyi 25A) có giá thành cao và thời gian đặt mua dài, nhóm đã lập bảng thay thế tương đương bằng các thiết bị mô hình: sử dụng PLC S7-1500 1512C sẵn có, động cơ DC 24V 1634G, bơm áp mini 12V, rơ-le bán dẫn SSR Fotek 40-LA và que nhiệt 220V để kiểm chứng đúng nguyên lý hoạt động với chi phí phù hợp.

4. Quy trình xử lý xe trong khoang rửa tự động diễn ra theo trình tự kỹ thuật nào?
Quy trình tự động gồm 5 bước: (1) Xy lanh và cơ cấu kẹp kéo xe từ băng tải chờ vào khoang nạp, cảm biến quang xác nhận có xe; (2) Hệ thống phun dung dịch xà phòng kháng khuẩn từ nhiều hướng; (3) Cụm chổi quay hai bên cọ rửa cơ học thành xe; (4) Vòi phun cao áp xịt tráng bằng nước sạch; (5) Hệ thống gia nhiệt PID kết hợp quạt thổi luồng khí nóng làm khô xe trước khi đưa ra cửa thoát.

5. Cơ sở dữ liệu SQL Server trong hệ thống được cấu trúc để lưu trữ những thông tin gì?
Cơ sở dữ liệu được tổ chức thành 4 bảng dữ liệu chính: Bảng tài khoản quản trị hệ thống; Bảng lưu trữ giá trị nhiệt độ theo thời gian thực đọc từ cảm biến PT100; Bảng lưu trạng thái hoạt động (bật/tắt/lỗi) của từng cơ cấu chấp hành (bơm, quạt, chổi, băng tải); và Bảng lưu trữ các cảnh báo sự cố rơ-le nhiệt và quá nhiệt hệ thống.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế hệ thống rửa xe đẩy hàng tự động" của sinh viên Trần Ngọc Hoài và Dương Quang Hoàng Long (Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh) đã giải quyết trọn vẹn yêu cầu công nghệ tự động hóa vệ sinh và khử khuẩn xe đẩy siêu thị nhằm thay thế phương pháp rửa thủ công năng suất thấp. Nghiên cứu hoàn thành bản thiết kế kỹ thuật công nghiệp đồng bộ với đầy đủ thông số tính chọn từ hệ thống cơ khí, điện lực đến mạng điều khiển PLC và truyền thông dữ liệu. Dù mới dừng lại ở việc kiểm chứng trên mô hình thực nghiệm thu nhỏ do giới hạn về kinh phí, đồ án đã chứng minh tính khả thi của giải pháp điều khiển nhiệt độ sấy bằng PID cũng như khả năng quản trị tập trung thông qua SCADA và Web Server. Đây là tài liệu tham khảo có giá trị cao trong việc ứng dụng PLC và IoT công nghiệp vào các hệ thống tự động hóa phục vụ đời sống đô thị.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 3: Tính toán và thiết kế: Từ các quy trình vận hành của hệ thống, nhóm đưa ra các thiết kế về cơ khí và điện, thiết kế bản vẽ cơ khí và sơ đồ khối của hệ thống, đồng thời đề xuất lựa chọn các thiết bị sử dụng trong hệ thống. Chương 4: Thi công hệ thống: Trình bày quá trình thi công hệ thống về phần cứng và phần mềm. Chương 5: Kết quả thực hiện: Trình bày các kết quả đạt được về phần xây dựng hệ thống và đưa ra các nhận xét đánh giá.

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển: Đưa ra các kết luận về các công việc đã làm được trong đề tài và đề xuất các hướng phát triển cho đề tài trong tương lai. BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 3 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2. Thực trạng vệ sinh xe đẩy hàng siêu thị.

EMLab P&K, phòng thí nghiệm chất lượng không khí thương mại hàng đầu ở khu vực Bắc Mỹ, đã thực hiện một nghiên cứu liên quan đến vấn đề vệ sinh của các xe loại xe đẩy dùng trong siêu thị. Nghiên cứu được thực hiện trên số xe đẩy lấy từ các loại cửa hàng khác nhau ở Mỹ, chẳng hạn như cửa hàng tạp hóa truyền thống, cửa hàng giảm giá, siêu thị và các cửa hàng cao cấp. Trung bình có 5 chiếc xe đẩy ở mỗi loại cửa hàng nói trên được thu thập để làm xét nghiệm. Theo thử nghiệm kiểm tra cho thấy, một chiếc xe đẩy trong siêu thị chứa lượng vi khuẩn gấp 361 lần so với các tay cầm cửa nhà vệ sinh.

Không chỉ có vậy, 3/4 số xe đẩy trong một loạt các cửa hàng bị các nhà khoa học phát hiện có chứa loại vi khuẩn rất có hại, có thể bao gồm Escherichia coli (E.Coli) và salmonella. Phát hiện khủng khiếp này đã được tìm thấy sau khi kiểm tra vệ sinh từ 4 loại cửa hàng: Cửa hàng tạp hóa truyền thống, siêu thị và các cửa hàng cao cấp. 1 Các xe đẩy hàng có chứa nhiều loại vi khuẩn có hại Hơn 90% vi khuẩn gram âm được tìm thấy trên 3/4 chiếc xe đẩy trong các cửa hàng và siêu thị. Coli và salmonella, vi khuẩn gram âm cũng được biết đến là nguyên nhân gây ra bệnh viêm phổi và các bệnh lây truyền qua đường tình dục, bao gồm bệnh lậu.

Ngoài ra, Bacillus - loại vi khuẩn liên quan đến ngộ độc thực phẩm cũng được các nhà khoa học phát hiện. Tổng cộng có 24% mầm bệnh nằm trên các tay cầm của xe đẩy được xác định là vi khuẩn gram dương. Mặc dù hầu hết số chúng không gây hại như gram âm, nhưng loại này thường gây ra phần lớn các ca BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 4 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT nhiễm trùng da nguy hiểm.

"Giống như các vi khuẩn gram âm, các gram dương có thể mang ký sinh trùng và mầm bệnh gây hại cho con người" – theo báo cáo ghi nhận. Chỉ dưới 1% lượng xe đẩy đã được kiểm tra dương tính với các bệnh giun, bệnh ngoài da, viêm phổi và ngộ độc máu. Và mặc dù chỉ có số lượng ít, Bacillus cũng gây ra không ít vấn đề lo ngại liên quan đến ngộ độc, trong khi đó nấm men Cannadi – gây ra nhiễm trùng da cũng có mặt không ít. Ngoài ra, Staphylococci cũng chiếm 1/3 trong số tất cả các ca nhiễm trùng do vi khuẩn gây ra ở người.

Có một sự thật là hầu như không phải ai đi siêu thị điều chọn lựa những mặt hàng sạch sẽ và được đóng gói. Nhiều người vẫn có thói quen vào siêu thị chọn lựa thịt, cá hay một số mặt hàng tươi sống khác, khi tay chạm vào những món ăn này rồi lại tiếp tục chạm vào tay cầm trên xe đẩy hàng, thì nó vô tình lưu trữ những vi khuẩn này trên tay cầm xe. Mặc khác những loại vi khuẩn này có khả năng sinh sản và tồn tại cực kì lâu. Có nghĩa là nếu không được vệ sinh thì nó có thể tồn tại trên đó rất lâu cho tới lúc người khác chạm vào mà gây bệnh cho người tiếp theo.

Mặc dù không phải 100% loại vi khuẩn trên xe đẩy hàng điều có thế gây bệnh và gây bệnh nguy hiểm cho người chạm phải. Những vẫn có một tỉ lệ rất nhỏ một số loại vi rút nguy hiểm, hoặc trong thời gian có dịch bệnh là có thể gây bệnh cho người nào chạm phải nó. Điều này chứng tỏ hàng loạt các xe đẩy hàng trong siêu thị chứa đầy rẫy các mầm bệnh, thậm chí gấp nhiều lần so với những nơi mà chúng ta cho là bẩn nhất như các nắm cửa của nhà vệ sinh. Và thật không may là những chiếc xe đẩy hàng trong siêu thị gần như không có ai vệ sinh thường xuyên.

Nhân viên siêu thị thì hầu như đều rất bận rộn, hơn nữa lượng người vào mua sắm trong siêu thị quá đông, nên việc vệ sinh thường xuyên cho những chiếc xe đẩy là điều vô cùng khó khăn. Đây chính là mối lo ngại đáng sợ mà chúng ta cần giải quyết trong thời gian tới. Các phương pháp rửa xe đẩy hàng thường dùng 2. Vệ sinh theo cách thủ công Phương pháp truyền thống hay dùng để vệ sinh xe đẩy hàng là phun chất tẩy rửa trước rồi rửa sạch bằng nước áp suất cao, nhưng điều này gây phát sinh thêm nguồn nhân lực, chi phí quản lý hoặc đào tạo và lãng phí lượng nước lớn, việc để lại những mảng nước bẩn hay bọt khí cũng là những nhược điểm của việc rửa xe đẩy hàng thủ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 5 CHƯƠNG 2.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT công. Số lượng xe đẩy hàng trong một siêu thị hay trung tâm thương mại là rất nhiều nên việc vệ sinh bằng phương pháp thủ công truyền thống mất rất nhiều thời gian, công sức mà hiệu quả lại không cao. Chỉ với một vòi xịt thì sẽ không đảm bảo xe được rửa sạch toàn bộ ngóc ngách của xe. 2 Phương pháp vệ sinh theo cách thủ công 2.

Dùng máy vệ sinh công nghiệp cố định Dây chuyền rửa xe đẩy hàng cố định bao gồm hệ thống điều khiển tự động, chụp, băng chuyền, phun thuốc, rửa và sấy hoàn toàn tự động cho xe đẩy hàng. Tuy nhiên, khi các xe đẩy hàng cần được rửa sạch, chúng cần phải được di chuyển từ siêu thị đến địa điểm của máy vệ sinh, điều này dẫn đến tăng thêm chi phí vận chuyển và hoạt động kinh doanh không linh hoạt. Trong thời gian xe đẩy được vệ sinh tại dây chuyền giặt, siêu thị sẽ không có xe đẩy phục vụ khách hàng. 3 Vệ sinh bằng máy công nghiệp BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 6 CHƯƠNG 2.

Máy vệ sinh xe đẩy hàng di động Máy giặt di động dành cho xe đẩy hàng này dựa trên một xe kéo di động, là giải pháp tích hợp tất cả các thiết bị trong một khoang rửa. Người dùng có thể thuận tiện đặt máy giặt di động này đến vị trí cần thiết cho việc rửa xe đẩy hàng và sau đó chuyển sang nơi khác sau khi hoàn thành nhiệm vụ làm sạch. Tuy nhiên, máy giặt di động dành cho xe đẩy hàng này chỉ có một cửa nên mỗi lần vệ sinh một xe đẩy hàng, người vận hành cần mở cửa, lấy xe đẩy đã rửa sạch ra, đẩy xe hàng tiếp theo vào và đóng cửa lại. Quá nhiều thao tác nhàm chán lặp đi lặp lại vẫn phải thực hiện thủ công, điều này chắc chắn gây ra khối lượng công việc cao và không hiệu quả mặc dù có sự trợ giúp của máy móc.

4 Vệ sinh bằng máy rửa di động Dựa vào các phương pháp rửa xe đẩy hàng đã nêu ta thấy: Phương pháp vệ sinh theo cách thủ công có ưu điểm là dễ thực hiện nhưng nhược điểm lại rất tốn nhân lực và năng suất lại rất thấp. Phương pháp vệ sinh dùng máy công nghiệp cố định ưu điểm là rửa xe rất sạch và hiệu quả, đồng thời năng suất cũng rất cao nhưng có nhược điểm là do máy chỉ đặt cố định nên xe muốn rửa phải đưa từ siêu thị đến địa điểm của máy làm phát sinh rất nhiều phí vận chuyển. Phương pháp dùng xe vệ sinh di động có ưu điểm là có thể di chuyển linh hoạt được đến nơi cần thiết để rửa xe, nhưng cũng có nhược điểm là mỗi lần rửa chỉ được 1 xe và phải có người đưa xe vào và ra liên tục nên tính hiệu quả và năng suất cũng không cao. Vì vậy nhóm đã đề xuất các phương pháp để cải thiện những nhược điểm của các phương pháp trên bằng việc thiết kế một hệ thống khoang rửa và sấy xe đẩy hàng BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 7 CHƯƠNG 2.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT hoàn toàn tự động. Với cơ chế tự động thì hệ thống giúp giảm đáng kể nhân lực và khối lượng công việc, đồng thời hiệu quả và năng suất vệ sinh cũng được tăng lên đáng kể. Người vận hành hoặc khách hàng sau khi sử dụng xong xe đẩy có thể đưa chúng lên băng tải chờ. Các xe đẩy sẽ được tự động đưa lần lượt vào khoang rửa, hệ thống thực hiện rửa và sấy xe sau đó đưa xe đến lối ra của khoang rửa.

Xe sau khi được rửa xong thì có thể sử dụng được ngay vì đã được sấy khô hoàn toàn, điều này giúp tiết kiệm được rất nhiều thời gian và không gây gián đoạn các hoạt động trong siêu thị. Phương pháp phun hóa chất rửa xe Phun hóa chất tẩy rửa là một khâu quan trọng trọng rửa xe dẩy hàng tự động. Khâu này nhằm đảm bảo chiếc xe đẩy hàng được sạch, khử vi khuẩn từ đó tạo lòng tin cho khách hàng và an tâm sử dụng. Để hóa chất có thể dính lên bề mặt nơi cần làm sạch thì có các cách như: Dùng bình xịt bằng tay, trộn hóa chất vào nước và dung dụng cụ lau chùi để lau, đổ hóa chất trực tiếp,… Ở hệ thống rửa xe đẩy hàng tự động thì nhóm em chọn phương pháp sử dụng bơm phun hóa chất kết hợp với nước từ nhiều hướng khác nhau để hóa chất có thể bám lên nhiều nơi trên xe đẩy hàng.

Các loại hóa chất dùng để rửa xe: - Dung dịch cồn: Dung dịch cồn có nồng độ từ 60-95% là một trong những loại dung dịch kháng khuẩn hiệu quả nhất. Nó có khả năng tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn, vi rút và nấm mốc. - Dung dịch chứa Chlorhexidine: Chlorhexidine là một chất kháng khuẩn mạnh và thường được sử dụng trong các sản phẩm y tế. Nó có khả năng tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn và có tác dụng kéo dài.