Nghiên cứu ứng dụng PLC S7 - 1200 điều khiển mô hình bãi đỗ xe cao tầng cho bài thực tập tại phòng thí nghiệm Truyền động điện của Trường Đại học Nha Trang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ


LÊ VĂN CƯỜNG

TÊN ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PLC S7 - 1200 ĐIỀU KHIỂN
MÔ HÌNH BÃI ĐỖ XE CAO TẦNG CHO BÀI THỰC TẬP
TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CỦA
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
(Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử)
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
MAI VĂN CÔNG


NHA TRANG, THÁNG 6 NĂM 2014

i

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên em xin được gửi lời cảm ơn đến thầy KS.Mai Văn Công đã chỉ bảo và

hướng dẫn em trong quá trình thực hiện đồ án. Em xin cảm ơn nhà trường, khoa
Điện – Điện Tử đã cho phép cũng như tạo điều kiện để em thực hiện đồ án tại
phòng thực hành của khoa trong thời gian qua. Chân thành biết ơn các thầy cô giáo
trong và ngoài khoa Điện – Điện Tử đã truyền đạt kiến thức cho em trong quá trình
học tập, cung cấp những kỹ năng, kiến thức chuyên ngành hữu ích.
Cảm ơn gia đình và các bạn trong lớp 52Đ-ĐT đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo động
lực cho mình trong quá trình thực hiện đồ án. Đặc biệt cảm ơn thầy Ths.Bùi Thúc
Minh đã chỉ bảo và cho em những lời khuyên bổ ích nhất.
Thông qua đồ án này em đã tự kiểm tra lại kiến thức mình đã học được ở trường,
đồng thời phát huy tính sáng tạo, khả năng giải quyết vấn đề đặt ra. Và đây cũng là
dịp để em tự khẳng định mình trước khi ra trường tham gia các hoạt động sản xuất
của xã hội.
Em xin chân thành cảm ơn
Nha Trang, tháng 6 năm 2014
Sinh viên
Lê Văn Cường
ii

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC HÌNH VẼ vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ix
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x
MỞ ĐẦU 1
TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG 5
1.1. BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG 5

1.2. BÃI ĐỖ XE CAO TẦNG 7
1.3. GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG 10
1.3.1. Hệ thống thang máy – robot (TM – RB) 10
1.3.2. Hệ thống cổng trục – dịch chuyển ngang (CT – DN) 11
1.3.3. Hệ thống thang nâng – quay vòng ngang (TN – QN) 12
1.3.4. Hệ thống thang cuốn – quay vòng đứng (TC – QD) 14
1.3.5. Hệ thống thang nâng – quay vòng tròn (TN – QT) 15
1.3.6. Hệ thống thang nâng – dịch chuyển ngang (TN – DN) 15
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1200 VÀ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH
TIA PORTAL V12 17
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7-1200 17
2.2. CÁC MODULE TRONG HỆ S7-1200 18
2.3. CẤU TRÚC BÊN TRONG CỦA PLC 22
2.4. PHẦN MỀM TIA PORTAL V12 24
2.4.1. Giới thiệu SIMATIC Step 7 Basic 24
2.4.2. Kết nối qua giao thức TCP/IP 24
2.4.3. Cách tạo một Project 24
2.4.4. TAG của PLC/TAG local 27
2.5. KỸ THUẬT LẬP TRÌNH 28
iii

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
2.5.1. Vòng quét chương trình 28
2.5.2. Cấu trúc lập trình 29
2.5.2.1. Khối tổ chức OB – OGANIZATION BLOCKS 30
2.5.2.2. Hàm chức năng – FUNCTION 30
2.6. GIỚI THIỆU CÁC TẬP LỆNH 31
2.6.1. Bit logic (tập lệnh tiếp điểm) 31
2.6.1.1. Tiếp điểm thường mở 31

2.6.1.2. Tiếp điểm thường đóng 31
2.6.1.3. Lệnh OUT 31
2.6.1.4. Lệnh OUT đảo 31
2.6.1.5. Lệnh logic NOT 32
2.6.1.6. Lệnh SET 32
2.6.1.7. Lệnh Reset 32
2.6.2. Các khối logic 32
2.6.2.1. Các mạch chốt của bit Set trội và Reset trội 32
2.6.2.2. Các mạch chốt của bit Set trội và Reset trội 32
2.6.2.3. Bộ dò quá độ dương 33
2.6.2.4. Bộ dò quá độ âm 33
2.6.2.5. Bộ định thì TP, TON, TOF 33
2.6.2.6. Bộ định thì TONR 33
2.6.2.7. Bộ đếm lên 33
2.6.2.8. Bộ đếm xuốn 34
2.6.2.9. So sánh 34
2.6.2.10. So sánh trong khoảng 34
2.6.2.11. So sánh ngoài khoảng 34
2.6.3. Phần mềm giám sát và điều khiển WinCC V7.0 35
2.6.3.1. Các bước thiết lập giao diện wincc căn bản 35
2.6.3.2. Các lệnh cơ bản thường sử dụng trong wincc ( xem phần phụ lục )
42
iv

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
CHƯƠNG 3. GIỚI THIỆU MÔ HÌNH SẢN PHẨM 44
3.1. MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM 44
3.1.1. Cơ cấu thang nâng, hạ xe ôtô 44
3.1.2. Cơ cấu dịch chuyển theo chiều ngang của thang nâng hạ 45

3.1.3. Khoang cất lấy xe 46
3.1.4. Cơ cấu lấy xe, cất xe ôtô 47
3.1.5. Tủ điện điều khiển hệ thống 47
3.1.6. Các thiết bị trong mô hình 48
3.1.6.1. CPU 1214C AC/DC/Rơlay của PLC Seimens S7-1200 48
3.1.6.2. Động cơ 24VDC giảm tốc 48
3.1.6.3. Relay trung gian Omron LY2N AC220/240 49
3.1.6.4. Cảm biến quang 49
3.1.6.5. Bộ đổi nguồn 220VAC - 12VDC 50
3.1.6.6. Aptomat 50
3.1.6.7. Cầu chì 51
3.1.6.8. Nút nhấn 51
3.1.6.9. Đèn báo 51
3.2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 52
3.3. SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ SƠ ĐỒ KẾT NỐI S7-1200 52
3.3.1. Sơ đồ mạch động lực 52
3.3.2. Sơ đồ kết nối S7-1200 53
3.4. PHÂN ĐỊA CHỈ VÀO RA 53
CHƯƠNG 4. LẬP TRÌNH PLC VÀ GIAO DIỆN WINCC CHO BÃI ĐỖ XE
CAO TẦNG 55
4.1. PHẦN LẬP TRÌNH PLC 55
4.1.1. Chương trình khởi động hệ thống 55
4.1.1.1. Lưu đồ thuật toán 55
4.1.1.2. Chương trình PLC 56
4.1.2. Chương trình chế độ 1 58
v

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
4.1.2.1. Lưu đồ thuật toán 58

4.1.2.2. Chương trình điều khiển ( Xem phần phụ lục 2 ) 58
4.1.3. Chương trình chế độ 2 59
4.1.3.1. Lưu đồ thuật toán 59
4.1.3.2. Chương trình điều khiển: ( Xem phần phụ lục 2 ) 59
4.1.4. Chương trình chính của hệ thống 60
4.1.4.1. Lưu đồ thuật toán 60
4.1.4.2. Chương trình PLC 61
4.1.5. Chương trình con lấy xe trước 69
4.1.5.1. Lưu đồ thuật toán 69
4.1.5.2. Chương trình PLC ( Xem phần phụ lục 3 ) 69
4.1.6. Chương trình con lấy xe sau 70
4.1.6.1. Lưu đồ thuật toán 70
4.1.6.2. Chương trình PLC ( Xem phần phụ lục 3 ) 70
4.1.7. Chương trình con cất xe trước 71
4.1.7.1. Lưu đồ thuật toán 71
4.1.7.2. Chương trình PLC ( Xem phần phụ lục 3 ) 71
4.1.8. Chương trình con cất xe sau 72
4.1.8.1. Lưu đồ thuật toán 72
4.1.8.2. Chương trình PLC ( Xem phần phụ lục 3 ) 72
4.2. GIAO DIỆN WINCC CHO BÃI ĐỖ XE CAO TẦNG 73
4.2.1. Giao diện khách hàng 73
4.2.2. Giao diện giám sát hệ thống 73
4.2.3. Giao diện xe trong các khoang 74
4.2.4. Giao diện Pallet lấy cất xe 74
CHƯƠNG 5. ĐỀ XUẤT TẬP HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH 75
5.1. HỆ THỐNG GIAO TIẾP GIỮA KHÁCH HÀNG VÀ BÃI ĐỖ XE 75
5.2. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BÃI ĐỖ XE 75
5.2.1. Chế độ 1 khoang 75
vi

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
5.2.2. Chế độ nhiều khoang 75
5.3. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH 76
5.3.1. Hướng dẫn dowload chương trình xuống S7-1200 76
5.3.2. Kết nối S7-1200 với Wincc qua KEPServerEX 5 Configuration 77
5.3.3. Bảng điều khiển 81
5.4. ỨNG DỤNG CÁC BÀI THỰC HÀNH TRÊN MÔ HÌNH 82
5.4.1. Các bài tập cơ bản 82
5.4.2. Bài tập nâng cao 84
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO 87
PHỤ LỤC 88

vii

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Một số cổng vào ra của bãi đỗ xe tự động 5
Hình 1.2 Mô hình hoạt động 6
Hình 1.3 Cấu hình hệ thống 6
Hình 1.4 Bãi đỗ xe cao tầng nổi 7
Hình 1.5 Bãi đỗ xe cao tầng ngầm 8
Hình 1.6 Thiết kế nhỏ gọn của cổng vào 9
Hình 1.7 Mặt bằng của một bãi đỗ 10
Hình 1.8 Sơ đồ vận chuyển xếp rỡ hệ thống thang máy – robot 11
Hình 1.9 Sơ đồ vận chuyển hệ thống cổng trục – dịch chuyển ngang (CT – DN) 12
Hình 1.10 Sơ đồ vận chuyển hệ thống thang nâng – quay vòng ngang (TN – QN) . 13
Hình 1.11 Sơ đồ lưu chuyển hệ thống thang cuốn – quay vòng đứng 14

Hình 1.12 Sơ đồ lưu chuyển hệ thống thang nâng – quay vòng tròn (TN – QT) 15
Hình 1.13 Sơ đồ lưu chuyển hệ thống thang nâng – dịch chuyển ngang (TN – DN)
16
Hình 2.1 Các modun mở rộng 20
Hình 2.2 Sign board 21
Hình 2.3 Modun mở rộng 21
Hình 2.4 Cấu trúc cơ bản của PLC 22
Hình 2.5 Chu kỳ quét của PLC 28
Hình 2.6 các khối chương trình trong S7-1200 29
Hình 3.1 Thang nâng hạ của hệ thống 44
Hình 3.2 Cơ cấu dịch chuyển sang hai chiều trái phải 45
Hình 3.3 Khoang chứa xe hệ thống 46
Hình 3.4 Pallet lấy cất xe của hệ thống 47
Hình 3.5 Modun PLC S7-1200 trong tủ điện 47
Hình 3.6 PLC S7-1200 48
Hình 3.7 Động cơ 24VDC kéo Visme 48
Hình 3.8 Động cơ 24VDC kéo Pallet 48
viii

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
Hình 3.9 Rơe trung gian và sơ đồ nối dây 49
Hình 3.10 Cảm biến quang 50
Hình 3.11 Nguồn 12V DC 50
Hình 3.12 Aptomat 220VAC /50Hz 50
Hình 3.13 Cầu chì 51
Hình 3.14 Nút nhấn 51
Hình 3.15 Đèn 220VAC 51
Hình 4.1 Lưu đồ thuật toán chương trình khởi động 55
Hình 4.2 Lưu đồ thuật toán chương trình chế độ 1 58

Hình 4.3 Lưu đồ thuật toán chương trình chế độ 2 59
Hình 4.4 Lưu đồ thuật toán chương trình chính của hệ thống 60
Hình 4.5 Lưu đồ thuật toán chương trình con lấy xe trước 69
Hình 4.6 Lưu đồ thuật toán chương trình con lấy xe sau 70
Hình 4.7 Lưu đồ thuật toán chương trình con cất xe trước 71
Hình 4.8 Lưu đồ thuật toán chương trình con cất xe sau 72
Hình 4.9 Giao diện nhập Pass của khách hàng 73
Hình 4.10 Giao diện điều khiển hệ thống 73
Hình 4.11 Giao diện giám sát vị trí xe trong khoang 74
Hình 4.12 Giao diện giám sát Pallet lấy cấy xe 74


ix

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Các module trong hệ S7-1200 18
Bảng 2.2 Các module mở rộng của S7-1200 19
Bảng 2.3 So sánh giá trị giữa IN1 và IN2 34
Bảng 3.1 Phân mục địa chỉ vào ra của CPU 53
Bảng 5.1 Quy định vị trí khoang trong hệ thống ở mỗi tầng 81


x

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công
SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CPU Center processing unit
PLC Programmable Logic Controller
CB Circuit Breaker
CMS Content Management System
I/O Input/Output
DI/DO Digital input/Digital output
AI/AO Analog Input/Analog Output
AC Alternating current
DC Drect Current
RLY Relay


1
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài:
Trước sự phát triển nhanh chóng của kinh tế - xã hội, nền công nghiệp ôtô ngày
càng tiến bộ và số lượng ôtô tăng lên từng giờ. Nhưng càng hiện đại và phát triển
thì vấn đề về không gian bãi đỗ xe rất là nan giải. Xây dựng một bãi đỗ xe cao tầng
sẽ đem lại rất nhiều lợi ích: tiết kiệm thời gian; giảm ùn tắc; tạo cho khách hàng tiện
nghi, thoải mái; tiết kiệm nhiên liệu; giảm nguy cơ va chạm, hao mòn xe, giảm khí
thải ô nhiễm. Song song với điều đó thì tự động hóa cũng phát triển, nhất là trong
lĩnh vực lập trình điều khiển tự động. Trong đó, PLC là bộ phận điều khiển chủ
chốt. Hầu như tất cả các nhà máy tự động hóa ở nước ta đều sử dụng PLC bởi tính
ổn định, thích nghi với điều kiện môi trường làm việc áp lực cao của nó.
Để hoàn thành mục tiêu xây dựng bãi đỗ xe tiết kiệm không gian thì việc ứng
dụng sức mạnh điều khiển của PLC là rất hợp lý và cần thiết, giúp bãi đỗ xe hoạt
động một cách ổn định và tự động hoàn toàn.

Hiện tại phòng thí nghiệm thực hành truyền động điện của trường vẫn chưa có
mô hình thực hành Bãi đỗ xe tự động.
Vì vậy, đồ án tốt nghiệp em đã chọn đề tài là: Nghiên cứu ứng dụng PLC S7-
1200 điều khiển mô hình bãi đỗ xe cao tầng cho bài thực tập tại phòng thí nghiệm
Truyền động điện của Trường Đại học Nha Trang.
Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu đề tài:
+ Mục tiêu: Thiết kế mô hình Bãi đỗ xe tự động phục vụ thực hành tại phòng thí
nghiệm truyền động điện trường Đại học Nha Trang.
+ Phạm vi nghiên cứu: Nội dung đồ án chủ yếu là sử dụng phần mềm TIA
PORTAL V12 lập trình cho PLC S7-1200 điều khiển hệ thống bãi đỗ xe cao tầng và
giám sát bằng phần mềm Wincc V7.0. Từ đó đưa ra một tập hướng dẫn để làm tài
liệu tham khảo cho sinh viên các khóa sau thực hành.
Phương pháp nghiên cứu:
+ Tìm hiểu về thiết bị S7-1200 của siemens, phần mềm TIA Portla V12 và
WinccV7.0.
2
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
+ Thu thập tài liệu và tìm hiểu các mô hình đồ án của các sinh viên khóa trước.
+ Thiết kế mô hình thực nghiệm.
Ứng dụng, nhu cầu thực tế của đề tài:
Mô hình trước tiên sẽ được ứng dụng vào thực hành tại phòng thí nghiệm, giúp
sinh viên có được kiến thức cơ bản về lập trình và cách điều khiển các thiết bị điện
khác ngoài PLC như role, cảm biến hay động cơ. Sau đó cũng sẽ áp dụng cho tình
hình giao thông của nước ta hiện nay nếu được hoàn thiện hơn ngoài thực tế.
Bố cục đồ án:
Đồ án được thực hiện với các nội dung chủ yếu sau:
Chương 1: Tổng quan về bãi đỗ xe tự động
Chương 2: Tổng quan về PLC S7-1200 và phần mềm Tia Portal V12

Chương 3: Giới thiệu mô hình sản phẩm
Chương 4: Lập trình PLC và giao diện Wincc cho bãi đỗ xe cao tầng
Chương 5: Đề xuất tập hướng dẫn thực hành
Trong quá trình làm đồ án em đã vận dụng hết tất cả kiến thức của mình và
những lời khuyên từ mọi người xung quanh nhưng không tránh khỏi sai sót, mong
thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến thêm để đề tài được hoàn thiện hơn.
3
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Ngày nay bãi đỗ xe cao tầng được xây dựng rất phổ biến trên thế giới, nhưng tất
cả đều có các điểm chung là:
+ Sau khi đưa xe vào phòng xe, hệ thống lập trình PLC sẽ tự động đưa xe vào
vị trí đỗ, người lái xe không cần thao tác bất kỳ động tác nào ngoài việc bấm nút số
xe (hoặc nhận thẻ từ hệ thống).
+ Nếu mặt bằng chật hẹp, với bàn xoay 360 độ và các con lăn định vị xe thì dù
người lái xe yếu tay lái nhất cũng dễ dàng đưa xe vào phòng xe.
+ Khi có bất kỳ sự cố nào bất thường trong hệ thống (ví dụ như có người đột
nhập, cửa xe bị bật ra…) thì hệ thống sẽ báo động tức thời về trung tâm xử lý. Do
xe không tự vận hành trong hệ thống nên không gây ra các vấn đề ô nhiễm không
khí do chất thải của xe, và vì vậy cũng tránh được nguy cơ cháy nổ do xe lưu thông
trong hầm.
+ Khi có rủi ro hỏa hoạn, vì bãi đỗ xe tự động không có người nên nguy cơ
chết người không thể xảy ra. Hệ thống đỗ xe tự động có thể lắp đặt nổi trên mặt đất
hoặc ngầm bên dưới.
Ở nước ta hiện tại đã có hai nơi đã xây dựng bãi đỗ xe cao tầng là thủ đô Hà Nội
với quy mô 126 

, cao 5 tầng, gồm 4 block có sức chứa 30 xe, sử dụng công nghệ

Hàn Quốc và TP.Hồ Chí Minh rộng hơn 32.000 

gồm 9 tầng để xe, một tầng trệt
được dùng làm khu bảo trì bảo dưỡng và rửa xe. Công trình được đầu tư 570 tỷ
đồng do Samco xây dựng, sức chứa 1.000 ôtô và 800 xe máy.
Trước đây có một số đề tài liên quan đến xây dựng bãi đỗ xe cao tầng mà các
sinh viên các khóa trước thực hiện như:
+ Đồ án xây dựng mô hình bãi đổ xe tự động dùng PLC S7200 của sinh viên
Hà Duy Hải ở hải phòng thực hiện [1]. Đồ án chỉ sử dụng cảm biến quang để phát
hiện xe ra xe vào nên sức chứa của bãi nhỏ và còn mất rất nhiều diện tích, nhưng rất
kinh tế.
+ Đồ án mô hình bãi giữ xe ôtô tự động sử dụng PLC Mitsubishi của Võ Quốc
Vinh, Nguyễn Vinh Hiền, Lê Hoàng Việt thực hiện [2]. Mặc dù thiết kế bãi khá
4
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
nhiều tầng và nhiều khoang nhưng số khoang vẫn chỉ được thiết kế một phía, Pallet
cất lấy xe không dịch chuyển về hai phía được.
+ Luận văn xây dựng một bãi đỗ xe tự động hiện đại theo dạng tầng cao ốc
hoặc hầm ngầm [3]. Luận văn chỉ nêu khái quát mô hình trên máy tính nhưng chưa
làm sản phẩm thực nên số liệu tính toán thiết kế vẫn chỉ ở trên giấy.
Bãi đỗ xe cao tầng đồ án của em được xây dựng với sức chứa 16 khoang trên 3
tầng, thiết kế khoang ở cả hai phía. Cơ cấu lấy cất xe là điều khiển Pallet với hai
động cơ Pallet và một động cơ Xích đều là 12V DC. Cơ cấu nâng hạ và đưa qua
trái, qua phải được điều khiển bằng Visme do động cơ DC 24V thực hiện. Hai
khung nhôm đặt đối xứng qua cơ cất nâng hạ, mỗi khung gồm 3 tầng, mỗi tầng có 3
khoang, mỗi khoang được xác định bằng một mã Pass nhất định.
Hệ thống sử dụng cảm biến quang gồm 8 cảm biến SHARP GP1A73A1 phát
hiện khoảng cách 10mm thay thế cho công tắc hành trình và hai cảm biến E3F-

DS4C30 loại NPN phát hiện được 30cm dùng đếm số lượng xe vào ra. Các loại cảm
biến này phải sử dụng mạch kích để đưa 24V DC đến đầu vào của PLC.
Hệ thống được điều khiển bằng PLC S7-1200 của hãng Simen và giám sát bằng
phần mềm Wincc V7.0. Phần mềm lập trình cho PLC là TIA Portal V12.
Hệ thống hoạt động với hai chế độ là chế độ 1 khoang và chế độ nhiều khoang:
+ Chế độ một khoang được sử dụng nếu bãi đỗ xe được xây dựng tại các công
ty, bệnh viện. Mỗi khoang sẽ được thiết kế giành riêng cho mỗi xe, xác định bằng
cách dùng mật mã thay cho quét thẻ từ.
+ Chế độ nhiều khoang được sử dụng nếu được xây dựng tại các bãi biển, sân
vận động. Các xe nếu vào cất xe thì nhập mật mã bất kỳ thay cho quét thẻ từ, nhưng
cần phải nhớ mật khẩu để nhập đúng nó khi lấy xe.

5
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG
1.1. BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG
Hiện nay, tại nhiều thành phố lớn ở Việt Nam, số lượng xe máy và ôtô ngày
càng nhiều, trong khi quỹ đất để xe là rất ít. Phương tiện giao thông đang đè nặng
áp lực lên cơ sở hạ tầng khi các đô thị đang trên đà phát triển không ngừng. Khi mà
mặt bằng cho các bãi đỗ xe ngày càng khan hiếm thì giải pháp tối ưu nhất chính
là bãi đỗ xe tự động.


Hình 1.1 Một số cổng vào ra của bãi đỗ xe tự động
Một số tòa nhà cao ốc là nơi có nhiều công ty và dịch vụ giải trí nên có số lượng
người rất đông mỗi ngày, kèm theo đó là phương tiện của họ. Nên đã có nhiều tòa
nhà đã xây dựng bãi đỗ xe dưới tầng hầm sử dụng công nghệ quản lý bãi xe tự động
6

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
tiên tiến nhất. Các bãi giữ xe thường kết hợp giữa hệ thống điều khiển thông minh
(PLC), Camera theo dõi và cảm biến phát hiện xe. Từ đó giúp kiểm soát phương
tiện vào ra – Quản lý phương tiện bằng thẻ từ – Nhận diện biển số – Giám sát bằng
camera – Kiểm soát hình thức gửi xe.

Hình 1.2 Mô hình hoạt động


Hình 1.3 Cấu hình hệ thống
7
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
1.2. BÃI ĐỖ XE CAO TẦNG
Công nghệ xếp xe tự động hoạt động theo nguyên lý sau khi đưa xe vào phòng,
hệ thống sẽ tự động đưa vào vị trí đỗ, người lái xe không cần làm gì khác ngoài việc
bấm nút số xe. Khi có bất kỳ sự cố nào, hệ thống sẽ báo động tức thời về trung tâm
xử lý. Do xe không tự vận hành nên không gây ra các ô nhiễm do chất thải của xe,
tránh nguy cơ cháy nổ. Khi có rủi ro hỏa hoạn, nguy cơ thương vong cũng không
xảy ra vì bãi đỗ xe tự động không có người.


Hình 1.4 Bãi đỗ xe cao tầng nổi
Trên cùng một diện tích, số lượng ôtô đỗ được theo kiểu tự động có thể tăng từ
gấp đôi đến gấp 20 lần so với số lượng ôtô đỗ theo kiểu tự lái thông thường.
Bãi đậu xe nhiều tầng có ưu điểm là thời gian thi công nhanh (trung bình khoảng
5 tháng), việc xây dựng dưới dạng khung lắp ghép thành một tầng, hai tầng hoặc

nhiều hơn tùy thuộc vào địa điểm và không gian cho phép.
8
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
Khi xe đi vào bãi, việc đưa xe vào và lấy ra đều được điều khiển bằng thiết bị
nên có thể cho phép nâng, xoay, dịch chuyển ngang, dọc theo sự bố trí của bãi xe.
Ngoài ra, vốn đầu tư thấp hơn nhiều so với việc xây dựng các bãi đậu xe ngầm.


Hình 1.5 Bãi đỗ xe cao tầng ngầm
Đối với các hộ gia đình thiếu hoặc không có chỗ đỗ xe có thể triển khai lắp đặt
hệ thống đỗ xe gia đình, tận dụng không gian nổi hoặc ngầm, trong nhà hoặc ngoài
sân. Tại các địa điểm kinh doanh như nhà hàng, cửa hàng, siêu thị, văn phòng thì
tận dụng những khu đất, vị trí còn trống trong khuôn viên lắp đặt hệ thống đỗ xe tự
động với quy mô nhỏ (dưới 50 xe) nhằm gia tăng số chỗ đỗ xe lên nhiều lần.
Những địa điểm tập trung khác như các cơ quan, chung cư hiện đang thiếu chỗ
đỗ xe trầm trọng cần nâng cấp tầng hầm để tăng thêm vị trí đỗ xe (nếu chiều cao
cho phép) hoặc tận dụng những khoảng không gian bên ngoài tòa nhà để lắp đặt hệ
thống thiết bị tương ứng. Đối với các địa điểm công cộng áp dụng các trạm đỗ xe tự
động theo quy mô và vị trí của bãi đỗ.
9
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT

Hình 1.6 Thiết kế nhỏ gọn của cổng vào
Do có thiết kế nhỏ gọn và linh hoạt, các trạm đỗ xe này có thể dễ dàng tìm được
các vị trí thích hợp trong khu đô thị và khi xây dựng, đưa vào hoạt động không ảnh
hưởng đến mỹ quan cũng như cơ sở hạ tầng hiện hữu. Tính linh động, thi công lắp

ráp nhanh, hệ thống bãi đỗ xe tự động có thể được xây dựng trong thời gian rất ngắn
để nhanh chóng đưa vào sử dụng, giúp giải quyết các vấn đề giao thông cấp bách
hiện nay.
Với các bãi đỗ xe nổi trên mặt đất, chọn giải pháp nâng cao tầng để tăng hiệu
quả sử dụng mặt bằng, công trình dạng ngầm thì diện tích trên mặt đất bên trên
hoàn toàn có thể sử dụng vào mục đích khác.
Chi phí đầu tư tùy thuộc vào quy mô từng trạm bãi đỗ xe tự động cụ thể. Các bãi
đỗ xe tự động sẽ tập trung vào quy mô nhỏ và vừa, rải đều tại nhiều vị trí. Bằng khả
năng làm chủ công nghệ cùng với chủng loại thiết bị đa dạng với mức giá khoang từ
3.000-25.000 USD/ vị trí đỗ.
10
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT

Hình 1.7 Mặt bằng của một bãi đỗ
Đây là một sản phẩm mới và hiện tại đang được các tập đoàn, công ty lớn của
Việt Nam áp dụng.
Một hệ thống bãi đỗ xe cao tầng có thể xây dựng trên một khu vực trống, thậm
trí bên trong tòa nhà. Có nhiều loại hệ thống khác nhau, phù hợp với nhiều kích
thước khác nhau của khu vực đỗ xe. Chủ đầu tư có thể lựa chọn phương án phù hợp
nhất cho công trình của mình. Vì vây có thể nói sử dụng bãi đỗ xe cao tầng là
phương án tối ưu nhất hiện nay và cần được nhân rộng.
1.3. GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG
1.3.1. Hệ thống thang máy – robot (TM – RB)
- Thang máy: có nhiệm vụ nâng hạ robot tự hành từ vị trí bắt đầu đến các tầng và
đảm bảo dừng chính xác tại địa điểm mà hệ thống điều khiển chỉ định.
Robot tự hành: có nhiệm vụ từ vị trí đỗ (trên bàn thang máy) di chuyển trên
đường ray của mỗi tầng đến vị trí xác định (vị trí lưu đỗ) xếp hai bên đường ray. Tại
địa điểm lấy xe ra này, cánh tay robot di chuyển đến vị trí bánh xe ôtô rồi thực hiện

thao tác: kẹp – nâng – kéo ôtô về bàn đỗ của robot, xong rồi thang máy đưa xe
xuống nơi tra xe. Tại địa điểm gửi xe vào thì thao tác ngược lại.
11
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT

Hình 1.8 Sơ đồ vận chuyển xếp rỡ hệ thống thang máy – robot
Đặc điểm:
+ Hệ thống này được sử dụng rất rộng rãi cho lưu kho và đỗ xe có quy mô lớn,
hệ số an toàn cao. Đặc biệt hệ thống này là giải pháp tiết kiệm năng lượng lưu
chuyển.
+ Hệ số sử dụng diện tích k = 2/3.
1.3.2. Hệ thống cổng trục – dịch chuyển ngang (CT – DN)
- Cổng trục: cổng trục có nhiệm vụ nâng hạ và dịch chuyển bàn thao tác (cơ cấu
công tác)
- Bàn thao tác: là cơ cấu móc kéo chuyển pallet (khay chứa xe ôtô) từ bàn thao
tác vào/ra vị trí lưu đỗ.

12
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT

Hình 1.9 Sơ đồ vận chuyển hệ thống cổng trục – dịch chuyển ngang (CT – DN)
Đặc điểm:
+ Hệ thống này có kết cấu nguyên lý đơn giản dễ điều khiển và thông dụng,
thích hợp với mô hình vừa và nhỏ do hạn chế về chiều cao của cổng trục.
+ Hệ thống sử dụng diện tích k = 2/3.
1.3.3. Hệ thống thang nâng – quay vòng ngang (TN – QN)

- Thang nâng trong hệ thống này có dạng thang máy hoặc vận thăng.
- Cơ cấu vận chuyển thang trên 1 tầng theo phương pháp đẩy/ kéo trượt ngang
các pallet theo một vòng tròn khép kín (pallet có thể dịch chuyển theo 2 phương
nằm ngang).
- Cơ cấu công tác thực hiện việc xếp vào/lấy ra khá đơn giản theo nguyên tắc
tháo khớp truyền lực giữa các pallet với nhau.
13
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT


Hình 1.10 Sơ đồ vận chuyển hệ thống thang nâng – quay vòng ngang (TN – QN)
Đặc điểm: Hệ thống này cho hệ số sử dụng diện tích khá cao (>80%) thường sử
dụng cho bãi đỗ ngầm.
Nhược điểm của hệ thống này là chi phí năng lượng riêng lớn.
14
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: KS.Mai Văn Công

SVTH: Lê Văn Cường Lớp: 52D-DT
1.3.4. Hệ thống thang cuốn – quay vòng đứng (TC – QD)
- Thang cuốn ở đây thuốc loại xích tải nó có thể nâng/ hạ pallet liên tục theo
vòng tròn đứng.
- Việc dịch chuyển trên mỗi tầng được thực hiện nhờ cơ cấu đẩy kéo chuỗi pallet
theo từng nhịp (mỗi bước dịch chuyển bằng chiều rộng của pallet) chúng dừng lại
khi thẳng hàng với pallet trên thang cuốn.
- Cơ cấu công tác ở đây là cơ cấu tháo khớp. Khớp liên kết truyền lực giữa pallet
liên kề khi chúng thẳng hàng. Khi thang cuốn dịch chuyển thì khớp tự phân khai.
Đường lưu chuyển của hệ thống này là vòng tròn khép kín giữa tầng này với tầng
khác kết hợp với 2 thang cuốn.

Hình 1.11 Sơ đồ lưu chuyển hệ thống thang cuốn – quay vòng đứng
- Đặc điểm: Hệ thống này sử dụng nhiều bộ truyền động, chi phí năng lượng
riêng cao.