(Đồ án tốt nghiệp) THIẾT kế và THI CÔNG mô HÌNH hệ THỐNG rửa XE tự ĐỘNG DÙNG PLC s7 1200, điều KHIỂN và GIÁM sát TRÊN WINCC
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.38 MB, 102 trang )
TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế và thi cơng mơ hình hệ thống rửa xe tự động dùng PLC S7-1200, điều khiển và giám sát trên WinCC
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Anh, Nguyễn Trung Kiên
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ
ĐỘNG HỐ
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH
HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG DÙNG
PLC S7-1200, ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM
SÁT TRÊN WINCC
Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
Mã sinh viên:
Lớp:
ThS. Phan Thị Thanh Vân
Nguyễn Văn Anh
Nguyễn Trung Kiên
1811505520102
1811505520125
18TDH1
Đà Nẵng, 5/2022
TIEU LUAN MOI download :
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐẠI HỌC
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ
ĐỘNG HOÁ
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH
HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG DÙNG
PLC S7-1200, ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM
SÁT TRÊN WINCC
Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
Mã sinh viên:
Lớp:
ThS. Phan Thị Thanh Vân
Nguyễn Văn Anh
Nguyễn Trung Kiên
1811505520102
1811505520125
18TDH1
Đà Nẵng, 5/2022
TIEU LUAN MOI download :
NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN
TIEU LUAN MOI download :
NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN
TIEU LUAN MOI download :
TĨM TẮT
Tên đề tài: “Thiết kế và thi cơng mơ hình hệ thống rửa xe tự động dùng PLC S71200, điều khiển và giám sát trên Win CC”
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Anh
Nguyễn Trung Kiên
Mã SV : 1811505520102
Lớp: 18TDH1
: 1811505520125
Lớp: 18TDH1
Đời sống con người ngày càng được cải thiện và lượng xe ngày càng tăng cao nhu
cầu vệ sinh xe ngày càng tăng cao. Rửa xe hằng ngày, hằng tuần là một việc không thể
thiếu đối với chủ của các xe. Rửa xe mất khá nhiều thời gian và khá mất sức nếu rửa
bằng tay.
Trong đó, việc giữ cho chiếc xe luôn được sạch sẽ là việc làm không thể bỏ qua.
Bụi bẩn bám lâu ngày sẽ gây bẩn, để thời gian lâu dễ bị hao mòn, dễ bị rỉ sét các chi tiết
kim loại của xe, bị hư hại lớp sơn trên bề mặt xe, …. Thường xuyên rửa xe là một cách
hiệu quả và tốt nhất mà bạn có thể làm để bảo vệ và duy trì chiếc xe của chúng ta luôn
giữ được trạng thái sạch và mới như ban đầu. Rửa xe thường xuyên chỉ đơn giản là đánh
bay tất cả các bụi bẩn bám bên ngồi mang lại ngoại hình đẹp cho chiếc xe, mà nó cịn
giúp bảo vệ xe, kéo dài tuổi thọ của một số bộ phận trên xe.
Bài báo cáo này trình bày quá trình nghiên cứu “Thiết kế và thi cơng mơ hình hệ
thống rửa xe tự động dùng PLC S7-1200, điều khiển và giám sát trên Win CC”. Sử dụng
PLC 1214C DC/DC/DC để điều khiển và giám sát.
Báo cáo gồm các nội dung chính sau:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG
Tổng quan về hệ thống rửa xe tự động có bao nhiêu loại nêu ra một số mơ hình.
Ngun lý hoạt động của hệ thống sẽ hoạt động như thế nào. Các công nghệ sử dụng
tong hệ thông dùng sử dụng kết hợp PLC S7 – 1200 CPU 1214C DC/DC/DC và HMI
để điều khiển, lập trình và giám sát hệ thống rửa xe tự động và các phương án thiết kế
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1200 VÀ PHẦN MỀM TIA PORTA
Giới thiệu về các loại PLC cách sử dụng, các khối hàm, bộ đếm, vùng nhớ, các
module đặc biệt và các vùng địa chỉ. Giới thiệu về PLC các module tín hiệu và các bảng
hiện thị. Giới thiệu về phần mền TIA Porta V16 và cách lập trình trong TIA Portal V16
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH RỬA XE TỰ ĐỘNG
Hệ thống được vận hành theo 2 chế độ là chế độ Auto và chế độ Manual, thiết kế
về phần cứng như mơ hình chức năng của các khối. Nêu cơng dụng, thông số, nguyên
TIEU LUAN MOI download :
lý của các thiết bị được sử dụng trong hệ thống. Vẽ sơ đồ đấu nối các thiết bị lại với
nhau giữa PLC và các thiết bị. Thiết kế tủ điện, nút nhất và các linh kiện bố trí trên mơ
hình. Q trình hồn thiện mơ hình.
CHƯƠNG 4: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG
RỬA XE TỰ ĐỘNG
Nêu thông tin bảng phân công đầu vào đầu ra, giản đồ thời gian hoạt động của các
chế độ sẽ hoạt động như thế nào. Giới thiệu về các lưu đồ thuật tốn hoạt động như thế
nào. Q trình thiết kế và giao diện Wincc.
TIEU LUAN MOI download :
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ
THUẬT
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Phan Thị Thanh Vân
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Văn Anh
Mã SV: 1811505520102
Nguyễn Trung Kiên
Mã SV: 1811505520125
1. Tên đề tài:
“Thiết kế và thi cơng mơ hình hệ thống rửa xe tự động dùng PLC S7-1200,
điều khiển và giám sát trên Win CC”.
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
- PLC S7-1200, động cơ, cảm biến hồng ngoại…
- Trần Văn Hiếu, “Tự Động Hóa PLC S7 – 1200 Với TIA Portal”, năm 2019, nhà
xuất bản khoa học - kỹ thuật.
3. Nội dung chính của đồ án:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống rửa xe tự động
Chương 2: Giới thiệu về PLC S7-1200 và phần mềm TIA Portal
Chương 3: Thiết kế và thi cơng mơ hình rửa xe tự động
Chương 4: Chương trình điều khiển và giám sát hệ thống rửa xe tự động
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI
HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
4. Các sản phẩm dự kiến
- Mô hình điều khiển và giám sát hệ thống rửa xe tự động dùng PLC S7-1200.
- Báo cáo thuyết minh đề tài.
- Chương trình điều khiển hệ thống trên TIA Portal.
5. Ngày giao đồ án: 21/02/2022
6. Ngày nộp đồ án: 30/05/2022
Đà Nẵng, ngày 21 tháng 02 năm 2022
Trưởng Bộ môn
Người hướng dẫn
TIEU LUAN MOI download :
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của xã hội, con người mong muốn cuộc sống của mình
ngày càng tiện lợi, được sử dụng các dịch vụ tốt nhất, nhanh nhất và tiết kiệm nhất. Đối
với các nước đang phát triển cơng nghệ tự động hóa được áp dụng vào nhiều lĩnh vực
khác nhau, trong đó có thể kể đến những ứng dụng thực tế trong cuộc sống hằng ngày
là: “Rửa xe tự động”, “Hệ thống phân loại sản phẩm”. với “Hệ Thống rửa xe tự động”
không thể thiếu ở các nước đang phát triển với mật độ ô tô lớn. Mơ hình rửa xe ra đời
góp phần sự chun nghiệp hơn trong dịch vụ rửa xe, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng
cao của cuộc sống công nghiệp là sự tiện lợi và nhanh chóng, nhưng cũng khơng kém
phần hiệu quả so với các dịch vụ cổ điển.
Đối với nước ta thì dịch vụ này cịn khá mới chỉ được áp dụng những năm gần
đây. Chưa được áp dụng rộng rãi, nhưng trong tương lai, cùng với xu thế phát triển
chung trên thế giới. Nước ta sẽ ngày càng phát triển. Đất nước phát triển gắn liền với
giao thông vận tải phát triển, đời sống vật chất ngày càng nâng cao. Dẫn đến sự xuất
hiện ngày càng nhiều xe ô tô, thay thế dần xe gắn máy, trả lại bộ mặt đường phố hiện
đại và sạch đẹp. Bên cạnh đó các thiết bị sử dụng trong dịch vụ rửa xe chuyên nghiệp
hơn. Cuộc sống mọi người trở nên bận rộn hơn thì nhu cầu rửa xe nhanh là tất yếu, bởi
họ xem thời gian là “vàng” mà chỉ có nhà Rửa Xe Tự Động mới đáp ứng được vì cùng
một thời điểm nó có thể rửa được nhiều xe. Tiết kiệm rất nhiều thời gian cho những
người năng bận rộn. Khi được giao làm đề tài này em mong muốn với những kiến thức
mà bản thân tiếp thu được sẽ được áp dụng vào thực tế.
Mơ hình của em được xây dựng từ các mơ hình tham khảo trên mạng. Vì kiến
thức cịn hạn chế và thời gian tìm hiểu cũng không nhiều nên đồ án của em chưa thể
phát huy hết ý tưởng của em vào trong mô hình rất hay này. Mơ hình “Hệ thống rửa xe
tự động” rất phức tạp về cơ khí và rất khó để thể hiện. Ở đây em xin đưa ra một mơ hình
thu nhỏ của hệ thống và vì vậy mà hiệu quả sẽ không cao. Rất mong được sự giúp đỡ
của các thầy cô giáo trong khoa đặc biệt là sự giúp đỡ của cô Phan Thị Thanh Vân người
đã hướng dẫn em thực hiện đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
i
TIEU LUAN MOI download :
CAM ĐOAN
Nhóm chúng em xin cam đoan rằng đề tài “Thiết kế và thi cơng mơ hình hệ thống
rửa xe tự động dùng PLC S7-1200, điều khiển và giám sát trên Win CC” được tiến hành
một cách minh bạch, công khai. Mọi thứ được dựa trên sự cố gắng cũng như sự nỗ lực
của bản thân cùng với sự giúp đỡ không nhỏ từ cô “Phan Thị Thanh Vân” và thầy cô
trong khoa.
Các số liệu và kết quả nghiên cứu được đưa ra trong đồ án là hoàn toàn trung
thực và không sao chép hay sử dụng kết quả của bất kỳ đề tài nghiên cứu nào tương tự.
Nếu như phát hiện rằng có sự sao chép kết quả nghiên cứu các đề tài khác bản thân tơi
xin chịu hồn toàn trách nhiệm.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Trung Kiên
Nguyễn Văn Anh
ii
TIEU LUAN MOI download :
MỤC LỤC
Nhận xét của người hướng dẫn
Nhận xét của người phản biện
Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp
Lời nói đầu ........................................................................................................................i
Cam đoan ........................................................................................................................ ii
Mục lục .......................................................................................................................... iii
Danh sách các bảng, hình ảnh ........................................................................................vi
Danh sách các ký hiệu, chữ viết tắt ................................................................................ix
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG .......................3
1.1 Tổng quan về hệ thống ............................................................................................ 3
1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống .........................................................................7
1.3 Các công nghệ sử dụng trong hệ thống .................................................................8
1.4 Phương án thiết kế .................................................................................................10
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1200 VÀ PHẦN MỀM TIA PORTAL ..12
2.1 Tổng quan về PLC .................................................................................................12
2.1.1 Sự lựa chọn cho hệ thống nhỏ và vừa ..................................................................14
2.1.2 Chế độ bảo mật của PLC S7-1200 .......................................................................16
2.1.2.1. độ bảo mật về quyền truy cập vào CPU và khối hàm .....................................16
2.1.2.2 Chế độ Know – how Protection.........................................................................17
2.1.2.3.Chế độ Copy Protection.....................................................................................17
2.1.3 Một số dịng CPU S7-1200 thơng dụng ............................................................... 18
2.1.4 Khối hàm, bộ định thì, bộ đếm PLC S7-1200 ......................................................21
2.1.4.1 Module xử lý trung tâm CPU ............................................................................22
2.1.4.2 Module tín hiệu SM ........................................................................................... 22
2.1.4.3 Module xử lý truyền thông ................................................................................22
2.1.5 Module nguồn cung cấp Power module ............................................................... 23
2.1.6 Các module đặc biệt và Board tín hiệu .................................................................23
2.1.7 Vùng nhớ, địa chỉ và kiểu dữ liệu trong PLC S7 -1200 .......................................24
2.1.8 Kiểu dữ liệu của S7 – 1200 ..................................................................................25
2.1.9 Vùng nhớ địa chỉ ..................................................................................................26
2.2 Giới thiệu về PLC S7-1200...................................................................................28
iii
TIEU LUAN MOI download :
2.2.1 Các bảng tín hiệu ..................................................................................................31
2.2.2 Các module tín hiệu .............................................................................................. 32
2.2.3 Các module truyền thông......................................................................................32
2.2.4 STEP 7 Basic ........................................................................................................32
2.2.5 Các bảng hiển thị ..................................................................................................36
2.3 Giới thiệu về phần mềm TIA Porta .....................................................................38
2.3.1 Giới thiệu ..............................................................................................................38
2.3.2 Cách lập trình trong TIA Portal V16 ....................................................................38
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MƠ HÌNH RỬA XE TỰ ĐỘNG ........45
3.1 u cầu cơng nghệ của hệ thống ..........................................................................45
3.2 Thiết kế phần cứng ................................................................................................ 46
3.2.1 Sơ đồ khối .............................................................................................................46
3.2.2 Lựa chọn thiết bị ...................................................................................................46
3.2.2.1 PLC S7-1200 .....................................................................................................46
3.2.2.2 Driver điều khiển động cơ bước ........................................................................47
3.2.2.3 Động cơ step ......................................................................................................48
3.2.2.4 Cảm biến hồng ngoại .........................................................................................49
3.2.2.5 Rơle....................................................................................................................50
3.2.2.6 Nút nhấn la38/203-209b tự nhả .........................................................................50
3.2.2.7 Đèn báo trạng thái ............................................................................................. 51
3.2.2.8 Bèn báo ..............................................................................................................51
3.2.2.9 Nguồn tổ ong .....................................................................................................51
3.2.2.10 Mạch hạ áp ......................................................................................................52
3.2.3 Sơ đồ đấu nối ........................................................................................................53
3.3 Thi công mơ hình hệ thống ...................................................................................55
3.3.1 Thiết kế phần mềm ............................................................................................... 55
3.3.2 Thi cơng phần cứng .............................................................................................. 58
3.3.3 Mơ hình sau khi hồn thiện ..................................................................................60
CHƯƠNG 4: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG RỬA
XE TỰ ĐỘNG ..............................................................................................................64
4.1 Bảng phân công đầu vào đầu ra ...........................................................................64
4.2 Giản đồ thời gian ...................................................................................................65
4.2.1 Chế độ xịt gầm ......................................................................................................65
4.2.2 Chế độ xịt thân xe .................................................................................................65
4.3 Lưu đồ thuật toán ..................................................................................................66
iv
TIEU LUAN MOI download :
4.3.1 Lưu đồ chọn chế độ .............................................................................................. 66
4.3.2 Lưu đồ Auto..........................................................................................................67
4.3.3 Lưu đồ khối manual .............................................................................................. 68
4.4 Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát trên WinCC .....................................70
KẾT LUẬN ..................................................................................................................73
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 74
PHỤ LỤC
v
TIEU LUAN MOI download :
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH ẢNH
BẢNG 2. 1 Mức độ bảo mật của CPU .................................................................16
BẢNG 2. 2 Thông tin về CPU 1211C/1212C ......................................................18
BẢNG 2. 3 Thông tin về CPU 1214C/1215C ......................................................20
BẢNG 2. 4 Khối hàm, bộ định thì, bộ đếm của PLC S7-1200. ........................... 21
BẢNG 2. 5 Kiểu dữ liệu của PLC S7-1200.......................................................... 25
BẢNG 2. 6 Bảng phân loại vùng nhớ PLC S7-1200.[4] ......................................27
BẢNG 2. 7 Bảng thông số CPU ...........................................................................29
BẢNG 2. 8 Bảng thông số các module.................................................................30
BẢNG 3. 1 Thông số kỹ thuật PLC S7-12001214C DC/DC/DC ........................47
BẢNG 3. 2 Bảng step ........................................................................................... 48
BẢNG 3. 3 Bảng thiết bị ......................................................................................60
BẢNG 4. 1 Bảng phân công đầu vào ...................................................................64
BẢNG 4. 2 Bảng phân cơng đầu ra ......................................................................64
HÌNH 1. 1 Hệ thống rửa xe.....................................................................................3
HÌNH 1. 2 Hệ thống rửa xe tự động .......................................................................4
HÌNH 1. 3 Hệ thống rửa xeCT-919d ......................................................................4
HÌNH 1. 4 Hệ thống rửa xe CT-818 .......................................................................5
HÌNH 1. 5 Hệ thống rửa xe 740..............................................................................6
HÌNH 1. 6 Hệ thống rửa xe ngồi trời ....................................................................7
HÌNH 1. 7 hình ảnh minh họa hệ thống..................................................................8
HÌNH 1. 8 Hình ảnh minh họa ................................................................................8
HÌNH 1. 9 Hệ thống xịt vịi áp suất ........................................................................9
HÌNH 1. 10 Hệ thống rửa xe dùng PLC ................................................................ 9
HÌNH 1. 11 Hệ thống rửa xe tự động dùng Arduino ............................................10
HÌNH 1. 12 Hình ảnh minh họa hệ phương án 1 ..................................................10
HÌNH 1. 13 Hình ảnh minh họa hệ phương án 2 ..................................................10
HÌNH 1. 14 Hình ảnh minh họa hệ phương án 3 ..................................................11
HÌNH 2. 1 Hình ảnh về PLC ................................................................................12
HÌNH 2. 2 Hình ảnh về plc-logo ..........................................................................13
HÌNH 2. 3 Hình ảnh về plc s7_200 ......................................................................13
HÌNH 2. 4 Hình ảnh về plc s7_ 300/400 .............................................................. 14
HÌNH 2. 5 Hình ảnh về plc s7_1200 ....................................................................14
HÌNH 2. 6 Hình ảnh về PLC s7_1500 ..................................................................14
vi
TIEU LUAN MOI download :
HÌNH 2. 7 Vị trí của các PLC S7 sắp xếp theo ứng dụng ....................................15
HÌNH 2. 8 Các thành phần....................................................................................15
HÌNH 2. 9 Hình ảnh chế độ bảo mật ....................................................................16
HÌNH 2. 10 Hình ảnh define Password ................................................................ 17
HÌNH 2. 11 Hình ảnh Copy Protection ................................................................ 17
HÌNH 2. 12 Các bộ phận PLC ..............................................................................28
HÌNH 2. 13 Cấu trúc PLC ....................................................................................31
HÌNH 2. 14 Bản tín hiệu PLC ..............................................................................31
HÌNH 2. 15 Các tín hiệu PLC ...............................................................................32
HÌNH 2. 16 Các module PLC ...............................................................................32
HÌNH 2. 17 Dao diện mở ứng dụng .....................................................................33
HÌNH 2. 18 Dao diện chọn PLC ...........................................................................33
HÌNH 2. 19 Các kiểu trợ giúp ..............................................................................34
HÌNH 2. 20 Tìm kiếm thơng tin ...........................................................................35
HÌNH 2. 21 Hình ảnh lưu ý ..................................................................................36
HÌNH 2. 22 KTP 400 basic PN ............................................................................37
HÌNH 2. 23 KTP 600 Basic PN ............................................................................37
HÌNH 2. 24 KTP 1000 Basic PN ..........................................................................37
HÌNH 2. 25 TP 1500 Basic PN .............................................................................38
HÌNH 2. 26 Biểu tượng TIA Portal V16 .............................................................. 38
HÌNH 2. 27 Giao diện khởi động TIA Portal V16 ...............................................39
HÌNH 2. 28 Tạo Project mới ................................................................................39
HÌNH 2. 29 Add CPU ........................................................................................... 40
HÌNH 2. 30 Giao diện cấu hình PLC S7-1200 .....................................................40
HÌNH 2. 31 Thiết lập địa chỉ IP cho PLC............................................................. 40
HÌNH 2. 32 Các địa chỉ I/O của CPU đang sử dụng ............................................41
HÌNH 2. 33 Giao diện lập trình ............................................................................41
HÌNH 2. 34 Nạp chương trình cho PLC_1 ........................................................... 42
HÌNH 2. 35 Nạp chương trình cho PLC_1 ........................................................... 42
HÌNH 2. 36 Nạp chương trình cho PLC_2 .......................................................... 42
HÌNH 2. 37 Nạp chương trình cho PLC_3 ........................................................... 43
HÌNH 2. 38 Nạp chương trình cho PLC_4 ........................................................... 43
HÌNH 2. 39 Nạp chương trình cho PLC_5 ........................................................... 44
HÌNH 2. 40 Xem chương trình chạy trên máy tính ..............................................44
HÌNH 3. 1 Sơ đồ khối ........................................................................................... 46
vii
TIEU LUAN MOI download :
HÌNH 3. 2 PLC S7-1200 1214C DC/DC/DC .......................................................46
HÌNH 3. 3 Driver điều khiển động cơ bước TB6600 ...........................................47
HÌNH 3. 4 Động cơ bước......................................................................................48
HÌNH 3. 5 Cảm biến hơng ngoại ..........................................................................49
HÌNH 3. 6 Hình ảnh role ......................................................................................50
HÌNH 3. 7 Hình ảnh nút nhấn ...............................................................................50
HÌNH 3. 8 Hình ảnh nút nhấn ...............................................................................51
HÌNH 3. 9 Đèn báo ............................................................................................... 51
Hình 3. 10 Nguồn tổ ong. .....................................................................................52
HÌNH 3. 11 Mạch hạ áp ........................................................................................52
HÌNH 3. 12 Hình ảnh sơ đồ đấu nối .....................................................................53
HÌNH 3. 13 Hình ảnh sơ đồ đấu nối động cơ .......................................................54
HÌNH 3. 14 Hình ảnh sơ đồ đấu nối nút nhấn ......................................................54
HÌNH 3. 15 Sơ đồ bố trí tủ điện ...........................................................................55
HÌNH 3. 16 Sơ đồ bố trí tủ điện ...........................................................................56
HÌNH 3. 17 Sơ đồ bố trí linh kiện ........................................................................57
HÌNH 3. 18 Thi cơng phần khung mơ hình .......................................................... 58
HÌNH 3. 19 Thi cơng phần tủ điện. ......................................................................59
HÌNH 3. 20 Hình ảnh bên ngồi tủ điện ............................................................... 61
HÌNH 3. 21 Hình ảnh mơ hình .............................................................................62
HÌNH 3. 22 Hình ảnh bên trong tủ điện ............................................................... 63
HÌNH 4. 1 Giản đồ thời gian ................................................................................65
HÌNH 4. 2 Giản đồ thời gian ................................................................................65
HÌNH 4. 3 Sơ đồ chọn chế độ ...............................................................................66
HÌNH 4. 4 Sơ đồ chế độ Auto .............................................................................67
HÌNH 4. 5 Sơ đồ điều khiển động cơ ..................................................................68
HÌNH 4. 6 sơ đồ điều khiển động cơ step............................................................ 69
HÌNH 4. 7 Hình TIA portal V16 ..........................................................................70
HÌNH 4. 8 Chọn file ............................................................................................. 70
HÌNH 4. 9 Mở file ................................................................................................ 70
HÌNH 4. 10 Mở chọn HMI ...................................................................................71
HÌNH 4. 11 Chọn HMI .........................................................................................71
HÌNH 4. 12 Mở để vẽ HMI ..................................................................................72
HÌNH 4. 13 Thiết kế dao diện HMI ......................................................................72
viii
TIEU LUAN MOI download :
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
KÝ HIỆU:
: Bắt đầu và kết thúc chương trình.
: Điều kiện rẽ nhánh.
: Xử lý chương trình.
: Luồng xử lý.
CHỮ VIẾT TẮT:
PLC
: Programmable Logic Controller – Bộ điều khiển Logic có thể lập
trình được.
I/O
: Input/output – vào/ra.
DI
: Digital input là các đầu vào của PLC
DQ
: Digital ouput là các đầu ra của PLC.
HMI
: Human Machine Interface - màn hình hiển thị.
WinCC : Windows Control Center là một phần mềm của hãng siemens.
RO
: Reverse osmosis - một quy trình cơng nghệ dùng để sản xuất nước
sạch cho dân dụng.
ISO
: International Organization for Standardization là tổ chức tiêu
chuẩn hoá quốc tế.
PROFINET : Process Field Net là một tiêu chuẩn kỹ thuật công nghiệp để
truyền dữ liệu qua Ethernet công nghiệp.
AC
: Điện xoay chiều (AC, tiếng Anh: alternating current)
DC
: DC có thể là: DC: dịng điện một chiều (tiếng Anh: Direct
Current)
ThS
: Thạc sĩ
ix
TIEU LUAN MOI download :
Thiết kế và thi cơng mơ hình hệ thống rửa xe tự động dùng plc s7-1200, điều khiển và giám sát trên wincc
MỞ ĐẦU
1. Mục đích thực hiện đề tài
Hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam số lượng xe ơ tơ ngày càng tăng rất
nhanh. Ngồi việc nâng cao tính cơng nghệ và các tính năng của xe để đáp ứng nhu cầu
ngày càng cao của người sử dụng thì việc bảo dưỡng, sửa chữa và chăm sóc xe cũng hết
sức cần thiết.
Trong đó, việc giữ cho chiếc xe luôn được sạch sẽ là việc làm không thể bỏ qua.
Bụi bẩn bám lâu ngày sẽ gây ăn mòn, hoen gỉ các chi tiết kim loại của xe, hủy hoại lớp
sơn trên bề mặt xe, … Thường xuyên rửa xe là cách tốt nhất mà bạn có thể làm để bảo
vệ và duy trì chiếc xe của bạn luôn giữ được trạng thái sạch và mới như ban đầu. Rửa
xe thường xuyên chỉ đơn thuần mang lại ngoại hình đẹp cho chiếc xe, mà nó cịn giúp
bảo vệ xe, kéo dài tuổi thọ của một số bộ phận trên xe. Tuy nhiên, hiện nay tại nước ta
những phương pháp rửa xe vẫn chưa mang lại hiệu quả cao.
2. Mục tiêu đề tài
Mục tiêu của đề tài “Thiết kế và thi cơng mơ hình hệ thống rửa xe tự động dùng
PLC S7-1200, điều khiển và giám sát trên Win CC”. Là nắm rõ nguyên lí hoạt động của
cảm biến, với ngôn ngữ PLC và phần mềm TIA Portal.
Để nâng cao hiệu quả cũng như tính năng cơng nghệ của việc sử dụng các thiết
bị vào hệ thống rửa xe ô tô tự động phù hợp với điều kiện. Đưa ra các phương án rửa xe
tự động khác nhau, thiết lập một phương án tối ưu nhất sử dụng phù hợp ở nước ta.
3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
Ứng dụng vào rửa xe tự động vào đời sống hằng ngày của người dân, cải thiện
được thời gian chờ đợi sửa xe. Như những dịch vụ khác để đáp ứng nhu cầu của người
dân. Nhóm em chủ yếu nghiên cứu về PLC S7-1200 và các cảm biến hồng ngoại.
4. Phương pháp nghiên cứu
Tìm hiểu, nghiên cứu các kiến thức đã được thầy cơ và các đàn anh khóa trước
truyền thụ lai. Cùng với sự hỗ trợ nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn và cùng với sự tìm
hiểu của nhóm về mơ hình rửa xe tự động ở trên mạng cùng nhiều tài liệu tham khảo
khác. Nên nhóm em chọn đề tài rửa xe tự động để hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
5. Ý nghĩa thực hiện đề tài
Giải quyết được một vấn đề sau trong hệ thống rửa xe tự động.
• Giải quyết được vấn đề thiếu cơng nhân.
•
Giảm chi phí và thời gian cho người sử dụng.
•
Bảo vệ được môi trường xung quanh.
SVTH: Nguyễn Văn Anh, Nguyễn Trung Kiên
GVHD: Phan Thị Thanh Vân
TIEU LUAN MOI download :
1
Thiết kế và thi cơng mơ hình hệ thống rửa xe tự động dùng plc s7-1200, điều khiển và giám sát trên wincc
Nước ta sẽ ngày càng phát triển. Đất nước phát triển gắn liền với giao thông vận
tải phát triển, đời sống vật chất nâng cao. Dẫn đến sự xuất hiện ngày càng nhiều xe ô tô,
thay thế dần xe gắn máy, trả lại bộ mặt đường phố hiện đại và sạch đẹp. Bên cạnh đó
các thiết bị sử dụng trong dịch vụ rửa xe chuyên nghiệp hơn. Cuộc sống mọi người trở
nên nhanh hơn thì nhu cầu rửa xe nhanh là tất yếu, bởi họ xem thời gian là “vàng” mà
chỉ có nhà Rửa Xe Tự Động mới đáp ứng được vì cùng một thời điểm nó có thể rửa
được nhiều xe. Tiết kiệm rất nhiều thời gian cho những người bận rộn.
SVTH: Nguyễn Văn Anh, Nguyễn Trung Kiên
GVHD: Phan Thị Thanh Vân
TIEU LUAN MOI download :
2
Thiết kế và thi cơng mơ hình hệ thống rửa xe tự động dùng plc s7-1200, điều khiển và giám sát trên wincc
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG
1.1 Tổng quan về hệ thống
Hệ thống rửa xe tự động là: một chuỗi các thiết bị chuyên dụng phục vụ cho quá
trình vệ sinh xe một cách tồn diện, bao gồm: khung sườn, vịi phun nước, bình xịt,...
Các bộ phận này có sự liên kết chặt chẽ với nhau, khơng có thể tách rời và các bước vệ
sinh đều được lập trình sẵn để có thể tự động vận hành. Quá trình sử dụng chỉ cần từ
một đến hai nhân công quan sát, điều khiển và vận hành máy.
− Các hệ thống hiện nay
+ Hiện nay Việt Nam đa số là dùng rửa xe thủ cơng cịn rửa xe tự động có một
số hệ thống rửa xe tự động.
HÌNH 1. 1 Hệ thống rửa xe
• Hệ thống rửa xe bán tự động
Hệ thống rửa xe ô tô bán tự động giúp giảm số lượng nhân viên để rửa xe, chi phí
và thời gian xịt gầm. Ví dụ đơn giản để chứng minh cho điều này có thể diễn giải như
sau: Khi bạn sử dụng cầu nâng 1 trụ để nâng xe hỗ trợ công việc rửa xe, những người
thợ sẽ phải xịt nước 1 rửa ở bên ngoài phần thân xe và gầm xe 1 lần để làm sạch bớt lớp
bụi bẩn, đất đá. Với hệ thống rửa này thì bước làm này khơng cần thiết vì được thiết kế
hệ thống các vòi xịt xung quanh thân xe và đi kèm hệ thống xịt rửa gầm xe áp lực mạnh.
Ngồi ra hệ thống rửa xe này cịn trang bị thêm một số vịi xịt bọt tuyết tồn bộ xe để
quy trình làm sạch hiệu quả hơn. Tuy nhiên điểm hạn chế chính là vẫn phải sử dụng
phương pháp rửa thủ công bằng tay sau khi phủ lớp bọt tuyết lên xe. Hệ thống rửa bán
tự động được đầu tư với mức giá thấp hơn, được phát triển và mở rộng rãi từ khắp các
gara chăm sóc, sửa xe chuyên nghiệp. [1]
• Hệ thống rửa xe tự động hồn tồn
Hệ thống rửa xe ơ tơ tự động hồn toàn được trang bị đầy đủ các bộ phận tự động
hoạt động với nhiệm vụ cần thiết để rửa xe như hệ thống phun rửa toàn diện phun nước
theo nhiều hướng mà mình đã thiết kế, hệ thống chổi làm sạch ở phía trước, sau và hai
bên, hệ thống phun dạng bọt và sấy khơ sau khi q trình rửa kết thúc. Ở hình thức rửa
SVTH: Nguyễn Văn Anh, Nguyễn Trung Kiên
GVHD: Phan Thị Thanh Vân
TIEU LUAN MOI download :
3
Thiết kế và thi cơng mơ hình hệ thống rửa xe tự động dùng plc s7-1200, điều khiển và giám sát trên wincc
xe này bạn không cần phải thuê thêm nhân cơng vì tất cả đều được thực hiện hồn tồn
tự động. Ưu điểm của hệ thống này cịn nữa đó là thời gian rửa xe khá là nhanh chỉ
khoảng 5-6 phút cho một chiếc xe. Vì vậy mà những trung tâm rửa xe này thường đón
tiếp đón số lượng xe rất lớn, có thể đến rửa cùng 1 lúc thu lại lợi nhuận kinh tế khá cao.
Chất lượng làm sạch của hệ thống rửa xe ô tô tự động cũng làm hài lòng đa số khách
hàng, thời gian rửa xe nhanh chóng, khơng mất cơng chờ đợi.
HÌNH 1. 2 Hệ thống rửa xe tự động
Tuy nhiên nhược điểm còn tồn tại của hệ thống rửa tự động này là mức giá khá
cao để hoàn thành lắp đặt 1 hệ thống rửa xe ô tô tự động như vậy cần tối thiểu là khoảng
600 triệu đồng. Có lẽ đây là mức đầu tư không hề nhỏ với nhiều người đặc biệt là khi
phương pháp rửa xe cũ đã quá quen thuộc, để đầu tư như vậy là rất khó khăn.
− Tìm hiểu một số hệ thống đã có.
+ Hệ thống rửa xe tự động ct-919d
HÌNH 1. 3 Hệ thống rửa xeCT-919d
•
Ngun lý rửa: Chổi quay
•
Gồm 2 chổi rửa bên hơng, 1 chổi rửa nóc xe, 2 chổi rửa bánh xe
•
Đảo chiều di chuyển chổi rửa trên ray
•
Phun tự động
•
Rửa gầm
•
Phun xoay để tăng hiệu quả rửa
•
Phun áp lực cao điều khiển từ bằng chương trình máy tính
SVTH: Nguyễn Văn Anh, Nguyễn Trung Kiên
GVHD: Phan Thị Thanh Vân
TIEU LUAN MOI download :
4
Thiết kế và thi cơng mơ hình hệ thống rửa xe tự động dùng plc s7-1200, điều khiển và giám sát trên wincc
•
Truyền chuyển động bằng Thuỷ lực/ Điện/ Khí hoặc bằng xích.
•
Hệ thống xì khơ bằng khí nén
•
Cơng suất 8Kw
•
Điểu khiển từ xa, điện 12V, tủ điều khiển 36V
•
Lưu lượng nước 120L/ph
•
Thời gian rửa trung bình 3 phút/xe
•
Tiêu hao tính cho 1 xe: 0.2 Kw Điện, 100L nước
+ Hệ thống rửa xe tự động ct-818
HÌNH 1. 4 Hệ thống rửa xe CT-818
Tên sản phẩm: Hệ thống rửa xe tự động CT-818. Hãng sản xuất: Autowash- Trung
Quốc dùng model: CT- 818
Kho: Kho của nhà sản xuất
Phạm vi ứng dụng:
•
Rửa xe trong thành phố, bụi bám ít ngày, dễ rửa, tốc độ nhanh cho các loại xe du
lịch
•
Thơng số kỹ thuật:
•
Ngun lý rửa: Phun áp lực lớn
•
Đảo chiều di chuyển
•
Phun tự động
•
Rửa gầm
•
Phun xoay
•
Phun áp lực cao điều khiển từ xa bằng chip vi xử lý
•
Truyền chuyển động bằng Thuỷ lực/ Điện/ Khớ hoặc bằng xích.
•
Phun búng Wax
•
Kết cấu Thộp chống gỉ sang trọng.
•
Cơ cấu nịng hạ tự động điều khiển bằng PLC
•
Bơm kép
SVTH: Nguyễn Văn Anh, Nguyễn Trung Kiên
GVHD: Phan Thị Thanh Vân
TIEU LUAN MOI download :
5
Thiết kế và thi cơng mơ hình hệ thống rửa xe tự động dùng plc s7-1200, điều khiển và giám sát trên wincc
+ Máy rửa xe tự đông diêu khiển DXC(B)-740
Thành phần và thông số máy: Máy rửa xe tự động điều khiển bằng máy vi tính,
kiểu phịng. Model: DXC(B) - 740
Thơng số kỹ thuật:
HÌNH 1. 5 Hệ thống rửa xe 740
•
Kích thước rửa xe lớn nhất (dài x rộng x cao)mm: 5500 x 1950 x 2000
•
Diện tích mặt bằng (dài x rộng)mm: 25000 x 4500
•
Loại xe: xe du lịch 4-5chỗ, xe du lich 15 chỗ
•
Tốc độ rửa: 60 chiếc/giờ
•
Lượng nước tiêu thụ: 120lít/chiếc
•
Phương thức chuyển động: chuyển động liên tục
•
Đường dẫn xe: 10m
•
Bàn xoa: + Bàn xoa to: 4 chiếc
+ Bàn xoa nhỏ: 2 chiếc
+ Bàn xoa ngang: 1 chiếc
•
Quạt gió: 4 chiếc
•
Cơng suất thiết bị: 28 kw
•
Áp suất khí nén: 0.8Mpa
+ Hệ thống rửa xe tự động cb 1/28 karcher dùng ngoài trời
SVTH: Nguyễn Văn Anh, Nguyễn Trung Kiên
GVHD: Phan Thị Thanh Vân
TIEU LUAN MOI download :
6
Thiết kế và thi cơng mơ hình hệ thống rửa xe tự động dùng plc s7-1200, điều khiển và giám sát trên wincc
HÌNH 1. 6 Hệ thống rửa xe ngồi trời
•
Chiều cao làm sạch: 2800mm
•
Chiều cao của hệ thống:3700mm
•
Chiều ngang của hệ thống bao gồm 2 bàn chải bên: 4035mm
•
Lưu lượng nước cấp: 50lít/phút/4-6 bar
•
suất 64 KW
•
Nguồn điện: 3P, 400V, 50 Hz
•
Tốc độ di chuyển của băng chuyền làm sạch: 0-20m/phút với 2 mơ tơ truyền lực
0.25kW, IP 66
•
Cơng suất rửa xe tối đa 4 phút/ xe
1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống
- Hệ thống rửa xe bằng dây chuyền
Các thiết bị: Chổi lau sườn: 2 chiếc; chổi lau nóc dạng con lăn trịn: 1 chiếc; chổi
lau bánh và mép dưới sườn xe: 2 chiếc; dàn phun nước cao áp: 2 dàn; dàn phun dung
dịch chất tẩy: 1 dàn; dàn sấy khơ: 1 dàn; vịi phun nước cao áp để rửa bánh xe: 2 vòi;
thiết bị cảm ứng: 2 cái.
Nguyên lý hoạt động: Xe được đưa lên băng tải sau đó nhân viên sẽ ấn nút start
băng tải bắt đầu hoạt động. Xe được đưa vào gặp cảm biến 1 hệ thống phun nước, hệ
thống phun chất tẩy rửa và chổi lau nóc hoạt động. Xe được lau nóc và phun làm ướt,
khi đi qua hệ thống phun nước sẽ gặp cảm biến 2, cảm biến 2 sẽ mở hệ thống chổi lau
bánh, lau sườn, hệ thống phun nước làm sạch và sấy khô hoạt động xe được đưa qua lần
lượt và kết thúc quá trình rửa xe. Hệ thống chổi lau được gắn vào các cánh tay rôbốt có
thể ra vào lên xuống để thực hiện q trình lau.
SVTH: Nguyễn Văn Anh, Nguyễn Trung Kiên
GVHD: Phan Thị Thanh Vân
TIEU LUAN MOI download :
7
Thiết kế và thi cơng mơ hình hệ thống rửa xe tự động dùng plc s7-1200, điều khiển và giám sát trên wincc
HÌNH 1. 7 hình ảnh minh họa hệ thống
-
Hệ thống: xịt vòi bằng áp lực
Các thiết bị: Vòi phun nước áp lực cao: 60 chiếc; vịi phun hóa chất tẩy: 12 chiếc;
máy thổi khơ: 4 chiếc.
Ngun lí hoạt động: Xe được đưa lên băng tải nhân viên ấn nút start cả hệ thống
rửa xe bắt đầu hoạt động. Xe được băng tải đưa qua lần lượt các vòi phun nước, phun
chất tẩy rửa và qua hệ thống sấy khơ để kết thúc q trình rửa xe.
HÌNH 1. 8 Hình ảnh minh họa
1.3 Các cơng nghệ sử dụng trong hệ thống
Hiện nay trên thị trường có nhiều hệ thống với các công nghệ sử dụng khác nhau
như:
-
Hệ thống rửa xe tự động bằng dây chuyền sử dụng vòi xịt cao áp để làm sạch:
dùng các vịi xịt có các đầu nén để tăng áp suất vòi xịt.
SVTH: Nguyễn Văn Anh, Nguyễn Trung Kiên
GVHD: Phan Thị Thanh Vân
TIEU LUAN MOI download :
8
Thiết kế và thi cơng mơ hình hệ thống rửa xe tự động dùng plc s7-1200, điều khiển và giám sát trên wincc
-
HÌNH 1. 9 Hệ thống xịt vịi áp suất
Hệ thống rửa xe tự động sử dụng PLC để điều khiển: Hệ thống được chủ yếu là
dùng PLC 1200 hoặc 1500 để điều khiển và giám sát.
-
HÌNH 1. 10 Hệ thống rửa xe dùng PLC
Hệ thống rửa xe tự động dùng Arduino khiển để vận hành hệ thống: Hệ thống
dùng Arduino, matlap để điều khiển và lập trình cho hệ thống.
SVTH: Nguyễn Văn Anh, Nguyễn Trung Kiên
GVHD: Phan Thị Thanh Vân
TIEU LUAN MOI download :
9
