Đồ án tốt nghiệp ngành điện tự động công nghiệp thiết kế lập trình nhà giữ xe tự động sử dụng plc s7 200

Đồ án kỹ thuật nghiên cứu tốt nghiệp ngành điện tự động công nghiệp thiết kế lập trình nhà giữ xe tự động sử dụng plc s7 200, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ án tốt nghiệp

2015

80
1
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

LỜI NÓI ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHÀ GIỮ XE TỰ ĐỘNG

1.1. TÌNH HÌNH GIAO THÔNG CÁC THÀNH PHỐ LỚN Ở NƢỚC TA

1.2. THỰC TRẠNG KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG NHU CẦU CỦA CÁC NHÀ GIỮ XE Ở VIỆT NAM

1.3. TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG GIỮ Ô TÔ TỰ ĐỘNG

1.3.1. Khái niệm về hệ thống nhà giữ xe tự động

1.3.2. Sự hình thành và phát triển hệ thống giữ ôtô tự động

1.3.3. Cấu tạo chung của hệ thống giữ ôtô tự động

1.3.3.1. Kết cấu của hệ thống giữ xe
1.3.3.2. Thiết bị nâng – chuyển xe
1.3.3.3. Block giữ xe – Ô lưu giữ xe
1.3.3.4. Hệ thống điều khiển

2. CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 - 200

2.1. Khái niệm về PLC

2.2. Đặc điểm chung PLC S7-200

2.3. Cấu hình phần cứng

2.4. Nguyên tắc làm việc của CPU

2.5. Phân loại PLC

2.6. Cấu trúc cơ bản của một PLC S7-200

2.7. Giới thiệu các phương pháp lập trình của S7-200

2.8. Phần mềm mô phỏng trong PLC S7 – 200

2.9. Cấu trúc bộ nhớ của PLC S7-200

2.10. Phân chia bộ nhớ

2.11. Vùng dữ liệu

2.12. Vùng đối tượng

2.13. Qui ước địa chỉ trong PLC S7-200

2.14. Tập lệnh của PLC S7-200

2.15. Nhóm lệnh xuất nhập cơ bản

2.16. Nhóm các lệnh so sánh

2.17. Nhóm các lệnh di chuyển dữ liệu

2.18. Nhóm các lệnh số học

2.19. Nhóm lệnh điều khiển Timer

2.20. Nhóm lệnh điều khiển Counter

2.21. Các hàm chuyển đổi

2.22. Lệnh làm tròn: ROUND

2.23. Lệnh đọc thời gian thực Read_RTC

2.24. Các lệnh về ngắt

2.25. Lệnh xuất xung tốc độ cao

2.26. Các lệnh về dích Bit

2.27. Các lệnh về xử lí chuỗi

2.28. Một số ô nhớ đặc biệt sử dụng trong S7-200

3. CHƯƠNG 3: LẬP TRÌNH THIẾT KẾ NHÀ GIỮ XE TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG KỸ THUẬT PLC ĐỂ ĐIỀU KHIỂN

3.1. YÊU CẦU CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ GIỮ XE

3.2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CHƯƠNG TRÌNH GIÁM SÁT

3.3. LỰA CHỌN THIẾT BỊ

3.3.1. Cảm biến quang

3.4. LẬP TRÌNH CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT XE CỦA NHÀ GIỮ XE TỰ ĐỘNG

3.4.1. Các bước lập trình

3.4.2. Mặt bằng thiết kế

3.4.3. Sơ đồ nguyên lý đấu dây qua PLC

3.4.4. Gán các địa chỉ vào ra

3.4.5. Các tín hiệu đầu vào

3.4.6. Các tín hiệu đầu ra

3.4.7. Chương trình PLC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Thiết kế nhà giữ xe tự động

Thiết kế nhà giữ xe tự động là một giải pháp công nghệ hiện đại nhằm giải quyết vấn đề thiếu chỗ đỗ xe tại các đô thị lớn. Hệ thống này sử dụng các thiết bị cơ khí và điện tử để tự động hóa quá trình lưu giữ và lấy xe, giảm thiểu sự can thiệp của con người. Hệ thống giữ xe tự động bao gồm các thành phần chính như thiết bị nâng chuyển, hệ thống điều khiển, và các ô lưu giữ xe. Thiết kế này không chỉ tiết kiệm diện tích mà còn tăng hiệu quả quản lý và an toàn cho người sử dụng.

1.1. Cấu tạo hệ thống

Cấu tạo hệ thống bao gồm các tầng lưu giữ xe, thiết bị nâng chuyển, và hệ thống điều khiển. Các tầng có thể được xây dựng bằng bê tông hoặc kết cấu thép, tùy thuộc vào yêu cầu về độ bền và chi phí. Thiết bị nâng chuyển bao gồm các cơ cấu di chuyển theo phương ngang và đứng, sử dụng thang nâng, xích, hoặc cáp. Hệ thống điều khiển sử dụng PLC để quản lý và điều khiển các hoạt động của hệ thống, đảm bảo độ chính xác và an toàn.

1.2. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của hệ thống dựa trên việc sử dụng các thiết bị nâng chuyển để di chuyển xe từ trạm đầu vào đến các ô lưu giữ và ngược lại. PLC S7-200 đóng vai trò trung tâm trong việc điều khiển các thiết bị này, đảm bảo quá trình di chuyển xe được thực hiện một cách chính xác và an toàn. Hệ thống cũng được tích hợp các cảm biến để theo dõi trạng thái của các ô lưu giữ, giúp quản lý hiệu quả số lượng xe trong hệ thống.

II. Lập trình PLC S7 200

Lập trình PLC S7-200 là một phần quan trọng trong việc điều khiển hệ thống nhà giữ xe tự động. PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển lập trình được, cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển phức tạp. PLC S7-200 được lựa chọn do tính linh hoạt, độ tin cậy cao, và khả năng tích hợp dễ dàng với các thiết bị khác trong hệ thống. Việc lập trình PLC bao gồm việc thiết kế các chương trình điều khiển, gán địa chỉ vào/ra, và kiểm tra hoạt động của hệ thống.

2.1. Cấu trúc bộ nhớ PLC

Cấu trúc bộ nhớ PLC S7-200 bao gồm các vùng dữ liệu, vùng đối tượng, và các ô nhớ đặc biệt. Các vùng dữ liệu được sử dụng để lưu trữ thông tin về trạng thái của hệ thống, trong khi các vùng đối tượng được dùng để lưu trữ các giá trị tạm thời trong quá trình thực hiện chương trình. Các ô nhớ đặc biệt được sử dụng để lưu trữ các thông tin quan trọng như thời gian thực, trạng thái của các thiết bị ngoại vi, và các thông số cấu hình hệ thống.

2.2. Tập lệnh PLC

Tập lệnh PLC S7-200 bao gồm các nhóm lệnh cơ bản như lệnh xuất nhập, lệnh so sánh, lệnh di chuyển dữ liệu, và lệnh điều khiển Timer/Counter. Các lệnh này được sử dụng để thực hiện các thuật toán điều khiển phức tạp, đảm bảo hệ thống hoạt động một cách chính xác và hiệu quả. Lệnh điều khiển Timer được sử dụng để kiểm soát thời gian thực hiện các tác vụ, trong khi lệnh điều khiển Counter được dùng để đếm số lần thực hiện một tác vụ cụ thể.

III. Ứng dụng PLC trong công nghiệp

Ứng dụng PLC trong công nghiệp đã trở nên phổ biến nhờ vào tính linh hoạt và độ tin cậy cao. PLC S7-200 được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp, từ điều khiển máy móc đến quản lý dây chuyền sản xuất. Trong hệ thống nhà giữ xe tự động, PLC đóng vai trò trung tâm trong việc điều khiển các thiết bị nâng chuyển, quản lý trạng thái của các ô lưu giữ, và đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Tự động hóa công nghiệp đã giúp tăng hiệu quả sản xuất, giảm chi phí vận hành, và nâng cao chất lượng sản phẩm.

3.1. Giá trị thực tiễn

Giá trị thực tiễn của việc ứng dụng PLC trong công nghiệp thể hiện qua việc tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm thiểu sai sót do con người, và tăng năng suất lao động. PLC S7-200 được sử dụng để điều khiển các hệ thống phức tạp như dây chuyền lắp ráp, hệ thống đóng gói, và các thiết bị nâng chuyển. Việc sử dụng PLC cũng giúp dễ dàng tích hợp các hệ thống khác nhau, tạo ra một môi trường làm việc đồng bộ và hiệu quả.

3.2. Tương lai phát triển

Tương lai phát triển của PLC trong công nghiệp hứa hẹn sẽ tiếp tục mở rộng với sự ra đời của các công nghệ mới như IoT (Internet of Things) và AI (Artificial Intelligence). PLC S7-200 sẽ được nâng cấp để hỗ trợ các tính năng mới như kết nối mạng, phân tích dữ liệu, và điều khiển từ xa. Điều này sẽ giúp các hệ thống tự động hóa trở nên thông minh hơn, linh hoạt hơn, và có khả năng thích ứng với các yêu cầu thay đổi của thị trường.

12/02/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan về hệ thống nhà giữ xe tuuj động Chương 2: Giới thiệu về PLC S7-200 Chương 3: Lập Trình thiết kế nhà giữ xe tự động sử dụng kỹ thuật PLC để điều Khiển 11 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHÀ GIỮ XE TỰ ĐỘNG 1. TÌNH HÌNH GIAO THÔNG CÁC THÀNH PHỐ LỚN Ở NƢỚC TA Việt Nam đang trên đà hội nhập và phát triển, tiến lên thành một nước có nền công nghiệp phát triển cao, công nghệ hiện đại, đời sống vật chất của con người ngày càng được nâng cao. Và sự tất yếu kéo theo là sự phát triển ngày càng tăng của các phương tiện cá nhân trong đó có cả xe máy và ô tô.

Trong tương lai không xa ở Việt Nam ô tô không còn là hàng hóa xa xỉ. Trong khi cơ sở hạ tầng lại không bắt kịp với sự phát triển của phương tiện. Sự mất cần bằng này dẫn đến sự mất mỹ quan đô thị là do thiếu các nhà giữ xe , nên bắt buộc họ phải lấn chiếm lòng lề đường, tình trạng kẹt xe và tai nạn giao thông xảy ra liên tục. Có thể nói quỹ đất cho giao thông tĩnh là quá ít.Hiện nay, vấn đề thiếu chỗ đỗ xe tại Hà Nội và TP Hồ Chí Minh đã trở nên trầm trọng.Với tốc độ tăng số lượng ô tô đăng ký tại 2 thành phố này là 15% mỗi năm, và tình trạng hết quỹ đất đô thị để phát triển nhà giữ xe thì đến những năm sau, nguy cơ không còn chỗ đỗ xe là điều chắc chắn.

Việc các nhà quản lý đô thị giải quyết cho đễ xe trên lòng đường chỉ là biện pháp tình thế tạm thời, vì ngay cả quỹ đường cho giao thông động cũng đang bị thu hẹp dần do tốc độ phát triển số lượng xe ô tô, do đó nếu tiếp tục sử dụng lòng đường để đỗ xe ô tô sẽ gây ra nguy cơ ùn tắc giao thông, dẫn đến các hậu quả tiêu cực về kinh tế và xã hội. THỰC TRẠNG KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG NHU CẦU CỦA CÁC NHÀ GIỮ XE Ở VIỆT NAM Theo số liệu thống kê của Công ty khai thác điển đỗ xe Hà Nội, hiện trên địa bàn Hà Nội có 129 điểm đỗ xe công cộng do công ty quản lý, với tổng diện tích 22,94 ha, công suất đỗ 5863 xe ô tô trong đó có 123 điểm đỗ xe trên hè phố, diện tích khoảng 70.430 m2, 6 điểm đỗ xe trong khuôn viên với tổng diện tích 158,984 m2. Với tổng diện tích nói trên, các bến, điểm đỗ xe chỉ mới đạt 0,45% quỹ đất xây dựng đô thị dành cho giao thông tĩnh và chỉ đáp ứng được 15-20% nhu cầu đỗ xe của thủ đô. 12 Mà theo quy hoạch phát triển đô thị của Hà Nội đến năm 2010 đã được thủ tướng Chính phủ phê duyệt, quỹ đất xây dựng đô thị dành cho giao thông tĩnh phải đạt từ 3% - 5%, tức là phải có từ 500 - 750 ha đất để xây dựng nhà giữ xe công cộng.

Tuy nhiên, việc đáp ứng yêu cầu đất này ngày càng tỏ ra không khả thi do giá trị đất đang tăng nhanh, và nhu cầu đất cho các mục đích cấp bách khác cũng đang thiếu trầm trọng. Hồ Chí Minh, hiện nay diện tích mặt đường cho mỗi đầu xe ở trạng thái tĩnh chỉ còn 1 m2 / 1 xe (so với 5 m2/ xe vào năm 1976). Chỉ tính riêng khu vực Quận 1, theo khảo sát của Công an Tp. HCM, số ô tô 4 chỗ thường xuyên có nhu cầu dừng đỗ trong khu vực Quận 1 là 6.700 xe / ngày đêm, trong khi đó hiện nay Quận 1 chỉ có 6 nhà giữ xe với 432 chỗ và các khách sạn, cao ốc có nhà giữ xe riêng phục vụ khách khoảng 2.

Như vậy hiện nay hàng ngày tại Quận 1 có 2.028 xe phải chạy lòng vòng hoặc đỗ sai chỗ gây ách tắc giao thông. Hiện nay, để giải quyết vấn đề giống như các đô thị Việt Nam đang phải đối mặt này, nhiều nước trên thế giới đã sử dụng hệ thống nhà giữ xe nhiều tầng tự động, và đã trở thành phổ biến, không chỉ ở các nước châu Á đất chật người đông như Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ, Singapore, Malaysia, Trung Quốc, … mà còn ở những nước châu Âu và Mỹ. Tại các nước này đều có các công ty chuyên kinh doanh nhà giữ xe ô tô nhiều loại, trong đó hệ thống nhà giữ xe nhiều tầng tự động được sử dụng rất phổ biến. Các công ty sản xuất hệ thống nhà gủi xe tự động là các nhà chế tạo, không trực tiếp kinh doanh nhà giữ xe mà chỉ cung cấp và lắp đặt thiết bị cho các nhà đầu tư.

Các công ty sản xuất hệ thống nhà giữ xe tại các nước này đều là các công ty cơ khí có kinh nghiệm về thiết bị nâng. Ngoài ra, còn các hệ thống các công ty sản xuất các thiết bị phụ trợ như: hệ thống lấy vé tự động đọc thẻ, cửa trả tiền tự động, hệ thống máy tính điều khiển tự động. CÁC GIẢI PHÁP Hệ thống nhà giữ xe tự động: Câu trả lời cho những nan giải trên. Cho đến nay tại Việt nam chưa có nhà giữ ô tô nào dùng hệ thống đỗ xe 13 nhiều tầng tự động.

Tuy nhiên xu hướng Việt Nam sẽ sử dụng loại này là tất yếu do mật độ xe gia tăng nhanh hơn tốc độ phát triển mặt bằng giao thông, dẫn đến nhu cầu cấp thiết phải có kế hoạch xây dựng các nhà giữ xe để tránh tình trạng ùn tắc giao thông do sử dụng mặt đường làm bãi đỗ xe. Để giải quyết tình trạng ùn tắc giao thông tại trung tâm thành phố và lập lại trật tự đô thị sở giao thông công chính Tp. Hồ Chí Minh đưa ra chương trình “ Chống ùn tắc xe đô thị và phát triển cơ sở hạ tầng giao thông thành phố”. Trước tình hình này, theo sơ giao thông công chính, thành phố đang kêu gọi đầu tư xây dựng các nhà giữ xe, sở Quy hoạch kiến trúc được giao nhiệm vụ tìm kiếm quỹ đất triển khai các dự án đầu tư Thành phố cũng có chủ trương dành quỹ đất của các công ty, xí nghiệp gây ô nhiễm ở nội thành để quy hoạch xây dựng nhà giữ xe.

Mặt khác để tiết kiệm diện tích mặt bằng thì chúng ta nên: Xây dựng các nhà giữ xe cao tầng nhằm tăng khả năng lưu giữ xe trên cùng một diện tích. Xây dựng các nhà giữ xe trong lòng đất nhằm tiết ki tối đa diện tích mặt bằng phía trên. Thông thường bên cạnh các tòa cao ốc luôn tồn tại những khoảng đất trống có thể chứa 3 - 4 xe. Cũng với diện tích đó chúng ta xây dựng nhà giữ xe tự động sẽ có sức chứa lên tới 60 xe.

Đây là điều mơ ước nhưng với công nghệ hiện nay hoàn toàn thực hiện được với giải pháp nhà giữ xe tự động. Nhưng xây dựng các nhà giữ xe trong nội thành là vấn đề nan giải vì quỹ đất không có nhiều, chỉ còn cách tận dụng khoảng không gian dưới mặt đất và trên cao. Nhưng mục tiêu đặt ra là khi xây dựng các nhà giữ xe này thì hệ số sử dụng diện tích phải là cao nhất. Điều này chỉ có thể có ở các nhà giữ xe tự động (Automatic Car Parking), vì toàn bộ không gian của nhà giữ xe là sử dụng để chứa xe, và hoàn toàn không có diện tích dành cho đường xe chạy.

Hiện nay hệ thống nhà giữ xe tự động đã và đang được sử dụng rất nhiều nước trên thế giới. Và đặc biệt phát triển mạnh ở Hàn Quốc và Nhật Bản. TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG GIỮ Ô TÔ TỰ ĐỘNG 1. Khái niệm về hệ thống nhà giữ xe tự động hê thống nhà giữ xe ôtô tự động là hệ thống hoạt động dựa trên nguyên lý hoạt động của hệ thống lưu kho tự động mà hàng hóa là ôtô và có độ chính xác nhất định.

Trong hệ thông này xe được lưu giữ ở các ô ( Block parkings ) dưới mặt đất hoặc trên cao. Để thực hiện việc lưu giữ này hệ thống sử dụng các thiết bị nâng chuyển. Đây là thiết bị có thể có chuyển động theo các phương sau: phương ngang, phương đứng, phương chuyển động xoay với độ chính xác và an toàn cao. Hoạt động của các máy nâng chuyển được điều khiển bởi máy tính.

Máy tính quản lý toàn bộ hoạt động của hệ thống như: số lượng xe hiện đang giữ, số chỗ trống còn lại, trạng thái tại các ô lưu trữ, … 1. Sự hình thành và phát triển hệ thống giữ ôtô tự động Sự ứng dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất giúp các hãng xe ngày càng giảm chi phí sản xuất, cùng với sự phát triển về nghành công nghiệp ôtô ở các nước đang phát triển như: Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan, … đã làm cho ngành công nghiệp ôtô ngày càng phát triển về số lượng cũng như chất lượng. Vì thế dự đoán ôtô sẽ là phương tiện di chuyển cá nhân trong những thập kỷ tới.Vấn đề nan giải là cơ sở hạ tầng: Đường , thiết kế hạ tầng mới nghĩ đến việc tận dụng chiều cao, chiều sâu của không gian nhằm làm tăng lên diện tích sử dụng. Ban đầu người ta xây dựng các nhà cao tầng hoặc các bãi xe ngầm dưới mặt đất, hệ thống này thì người lái xe phải tự mình lái xe vào vị trí giữ bằng các đường xoắn ốc vì thế khó quản lý với số lựợng xe lớn.

Hoặc tốn rất nhiều nhân lực và tốn diện tích dùng làm các làn đường cho xe chạy. Vào đầu thập niên 90, hệ thống giữ xe ôtô tự động ra đời. Các thiết bị cơ khí, điện tử được sử dụng để thay thế người lái xe vào bãi nhờ việc áp dụng nguyên lý thiết bị nâng chuyển cùng với ngành điều khiển tự động, tự động hóa 15 sản xuất và điện tử. Đến giữa thập kỷ 90 rất nhiều công ty được thành lập và đã xây đựng nhiều nhà giữ xe có quy mô lớn.

Nhà giữ xe ôtô nhiều tầng theo kiểu dùng thang máy đưa lên tầng cao, sau đó lái xe ra tầng đỗ là kiểu đỗ xe nhiều tầng kết hợp hệ thống cơ khí đơn giản nhất, xuất hiện từ năm 1918 tại Mỹ, sau đó lan truyền sang châu Âu. Ngay tại Thành Phố Hồ Chí Minh hiện nay vẫn còn dấu tích của thang nâng xe này lại bãi đỗ xe bên hông khách sạn Kim Đô. Sau đó, đến năm 1964, hệ thống bán tự động ra đời tại Châu Âu (Đức và Ý), với hệ thống này thang nâng kết hợp di chuyển xe đến vị trí của tầng, nhưng vẫn cần người lái xe đưa xe vào hệ thống .

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Thiết kế và lập trình nhà giữ xe tự động sử dụng PLC S7-200 - Đồ án tốt nghiệp ngành điện tự động công nghiệp là một bài viết chuyên sâu về việc ứng dụng công nghệ PLC S7-200 trong thiết kế hệ thống nhà giữ xe tự động. Đồ án này không chỉ giới thiệu quy trình thiết kế và lập trình chi tiết mà còn làm nổi bật tính ứng dụng cao của PLC trong việc tự động hóa các hệ thống quản lý. Đây là tài liệu hữu ích cho sinh viên và kỹ sư ngành điện tự động công nghiệp, giúp họ hiểu rõ hơn về cách tích hợp công nghệ vào thực tế.

Nếu bạn quan tâm đến các ứng dụng khác của PLC trong tự động hóa, hãy khám phá thêm về thiết kế hệ thống trộn sơn tự động dùng PLC S7-200 hoặc điều khiển máy làm bánh in tự động sử dụng PLC Mitsubishi. Ngoài ra, để mở rộng kiến thức về thiết kế hệ thống điện, bạn có thể tham khảo đồ án thiết kế cung cấp điện cho xã Lâm Động, Thủy Nguyên, Hải Phòng. Mỗi bài viết đều mang đến góc nhìn mới và kiến thức chuyên sâu, giúp bạn nâng cao hiểu biết trong lĩnh vực điện tự động công nghiệp.