Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N40MT của Mitsubishi

Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

TÓM TẮT

Tên đề tài: Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT
của Mitsubishi.
Sinh viên thực hiện:
Số thẻ SV:

Nguyễn Phạm Hoàng Lân – Phạm Doãn Trung
105130269 - 105130295

Lớp: 13TDH1

Đề tài tốt nghiệp của nhóm em là thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động,
sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi.
Hệ thống gồm một PLC Mitsubishi FX1N-40MT, sáu động cơ DC, một động cơ
Servo, hai máy bơm, một quạt làm khô, bốn cảm biến cùng các dụng cụ khác cần cho
một quá trình rửa xe (băng tải, dây đai truyền chuyển động, vật liệu lau xe, .…). Ngoài
ra, hệ thống còn có một mạch vi điều khiển Arduino Uno điều khiển động cơ Servo
nâng hạ cơ cấu chổi lau mui xe.
Đề tài tập trung vào tìm hiểu cấu trúc của một hệ thống rửa xe tự động và cách
sử dụng PLC để điều khiển toàn bộ một hệ thống.

Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TT
1
2

Họ tên sinh viên
NGUYỄN PHẠM
HOÀNG LÂN
PHẠM DOÃN TRUNG

Số thẻ SV

Lớp

Ngành

105130269 13TDH1 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
105130295 13TDH1 KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN
VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

1. Tên đề tài đồ án:
THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG RỬA XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC
FX1N-40MT CỦA MITSUBISHI.
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
……………………………………..……………………………………………..……...
...…………………………………………………………………………………………
…..………………………………….…..………………………..………………………
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
a. Phần chung:
TT
Họ tên sinh viên
Nội dung
1
2

PHẠM DOÃN TRUNG
NGUYỄN PHẠM HOÀNG
LÂN

Tìm hiểu tổng quan hệ thống rửa xe
Thi công lắp ráp mô hình

b. Phần riêng:
TT
1

Họ tên sinh viên
PHẠM DOÃN TRUNG

2

NGUYỄN PHẠM
HOÀNG LÂN

Nội dung
Thiết kế mô hình trên phần mềm ONSHAPE
Lập trình hệ thống nhúng trên Arduino và PLC
Thiết kế mạch động lực-mạch điều khiển
Lập trình PLC

5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
a. Phần chung:
TT

Họ tên sinh viên

Nội dung


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

TT

Họ tên sinh viên

Nội dung

b. Phần riêng:
TT

Họ tên sinh viên

Nội dung

6. Họ tên người hướng dẫn:

T.S NGUYỄN QUỐC ĐỊNH

7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
8. Ngày hoàn thành đồ án:

Phần/ Nội dung:
Theo sát mọi giai đoạn trong suốt quá
trình làm đồ án.
Đóng góp ý tưởng để đồ án hoàn thiện
hơn.
Cung cấp một số tài liệu trang mạng hữu
ích.

06/02/2018.
17/05/2018.

Trưởng Bộ môn……………………….

Đà Nẵng, ngày
tháng năm 2018
Người hướng dẫn

Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

LỜI NÓI ĐẦU
Trải qua gần năm năm học tập ở giảng đường trường Đại học Bách Khoa - Đại
học Đà Nẵng, một trong những ngôi trường giảng dạy đại học hàng đầu của cả nước,
em đã được tiếp thu, lĩnh hội rất nhiều kiến thức chuyên ngành rất có ích, và sắp sửa
trở thành một kỹ sư.
Đây là đề tài, đồ án nghiên cứu cuối cùng của chúng em trước khi rời khỏi ghế
nhà trường và trở thành kỹ sư, với những kiến thức được lĩnh hội, chúng em đều áp
dụng vào đề tài này. Trong quá trình thực hiện đề tài, đã nhận được sự giúp đỡ, ủng hộ
rất nhiều từ phía thầy cô, gia đình và bạn bè.
Qua đó, chúng em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến những người đã hỗ trợ
chúng em hoàn thành đồ án này, đặc biệt là thầy T.S NGUYỄN QUỐC ĐỊNH, thầy
là người đã luôn theo dõi, hướng dẫn, chỉ bảo rất tận tình trong suốt quá trình nhóm
em thực hiện đề tài. Các thầy cô trong khoa Điện đã dạy dỗ, trau dồi và cung cấp
những kiến thức, kỹ năng cần thiết để chúng em hoàn thành tốt đề tài này. Gia đình và
bạn bè, những người đã động viên, khích lệ, cổ vũ để chúng em có thêm động lực học
tập và làm việc.
Trong đề tài chắc chắn sẽ còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận được những
đóng góp quý báu từ phía quý Thầy Cô và các bạn đọc để đề tài hoàn thiện hơn.
Trân trọng cảm ơn.
Đà Nẵng, tháng 5 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Phạm Hoàng Lân – Phạm Doãn Trung


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

CAM ĐOAN

Chúng em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp được xây dựng trên quá trình nghiên
cứu, tích lũy kiến thức trong 5 năm học tại trường cũng như quá trình khảo sát thực tế,
không sao chép của bất kỳ một đề tài học thuật khác.
Sinh viên thực hiện


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI……………………………………………2
1.1
Lý do chọn đề tài…………………………………………………………....…2
1.1.1
Tình hình hiện nay……………………………………………………….2
1.1.2
Những vấn đề mà hệ thống rửa xe tự động đối mặt……………………..4
1.2
Tổng quan về hệ thống rửa xe tự động………………………………………5
1.2.1
Các phương pháp rửa xe ô tô hiện nay…………………………………..5
1.2.2
Cấu trúc cơ bản của một hệ thống rửa xe tự động trong thực tế………...6
1.2.3
Quy trình hoạt động của hệ thống rửa xe tự động……………………….6
1.3
Một số hệ thống rửa xe tự động ở nước ta và trên thế giới……..………….7
1.3.1
1.3.2

Hệ thống rửa xe tự động GO & GO……………………………………..7
Hệ Thống Rửa Xe Du Lịch Tự Động Zonda - Trung Quốc……………..9

1.3.3
Hệ thống rửa xe tự động CT-919D Trung Quốc……………………….10
1.3.4
Hệ Thống Rửa Xe Du Lịch Tự Động ZD- W900 Trung Quốc………...11
1.3.5
Hệ thống rửa xe tự động cb 1/28 Karcher dùng ngoài trời....………….12
1.4
Mục tiêu thực hiện đề tài……………………………………………………12
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN MỀM……………...…………………………….14
2.1

Giới thiệu sơ lược phần mềm GX Work2………………………...…………14

2.2

Lưu đồ thuật toán…………………………………………………….……….15

2.2.1
Lưu đồ thuật toán cho nút nhấn Start…………………………….….…15
2.2.2
Lưu đồ thuật toán cho nút nhấn Stop……………………………….….18
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG HỆ THỐNG............................................19
3.1
Giới thiệu một số linh kiện trong mô hình…………………………………19
3.1.1
3.1.2
3.1.3

3.1.4
3.1.5
3.1.6
3.1.7

PLC Mitsubishi FX1N-40MT………………………………………….19
Động cơ DC…………………………………………………………….22
Relay trung gian 12VDC ………………………………………………24
Bộ phận điều khiển chổi lau trần và mui xe...........................................25
Máy bơm…………………………………………………………….....27
Cảm biến…………….…………………………………………………28
Hệ thống băng chuyền ...........................................................................28

3.1.8
Hệ thống làm khô………………………………………………………29
3.1.9
Hệ thống chổi lau xe ………………………..…………………………29
3.1.10
Nguồn………………………………………………………………..…29
3.2
Mạch động lực và mạch điều khiển……………………………………...…31
3.2.1

Sơ đồ nguyên lý mạch động lực của hệ thống…………………………31


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

3.2.2
3.2.3

Sơ đồ mạch điều khiển động cơ băng tải………………………………32
Sơ đồ mạch điều khiển động cơ chổi lau mui xe………………………32

3.2.4
Sơ đồ điều khiển động cơ Servo dựa vào Arduino…………………….33
3.2.5
Sơ đồ nối dây toàn bộ của hệ thống……………………………………34
3.3
Phân công vào ra……………………………………………………………34
3.4
Mô hình tổng thể của hệ thống rửa xe tự động………………………..…..35
3.4.1
Thiết kế mô hình……………………………………………………….35
3.4.2
Giới thiệu từng phần trong mô hình…………………………….……...36
3.4.3
3.4.4

Nguyên lý hoạt động…………………………………………………...38
Một số hình ảnh của mô hình thực tế…………………………..………39

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………….43
4.1

Kết quả thu được từ đề tài…………………………………………...………43

4.2

Hướng phát triển đề tài trong tương lai…………………………………….43

TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………...44
PHỤ LỤC…………………………………………………………………….………45
A

Chương trình phần mềm điều khiển PLC.......................................................45

B

Chương trình phần mềm điều khiển Arduino……………………………....48


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH ẢNH
Bảng 1.1 Lượng xe bán ra từ năm 2013 đến năm 2017………………………………..2
Bảng 1.2 Chi phí vận hành ô tô trong một tháng……………………………………….4
Bảng 1.3 Thông số kĩ thuật của hệ thống rửa xe tự động GO & GO…………………..8
Bảng 1.4 Thông số kĩ thuật của ZD – W300……………….…………………………..9
Bảng 1.5 Thông số kĩ thuật của CT – 919D ………………………………………….10
Bảng 1.6 Thông số kĩ thuật của ZD – W900………………………………………….11
Bảng 1.7 Thông số kĩ thuật của CB 1/28 Karcher ……………………………………12
Bảng 3.1 Các thông số kĩ thuật của Arduino………………………………………….26
Bảng 3.2 Phân công vào ra của hệ thống……………………………………………...34

Hình 1.1 Sản lượng ô tô và xe máy hoạt động hằng năm của Việt Nam………………2
Hình 1.2 Doanh số ô tô hằng tháng của thị trường Việt Nam trong năm 2017………..3
Hình 1.3 Nước thải do hoạt động rửa xe ………………………………………………5
Hình 1.4 Các phương pháp rửa xe……………………………………………………...5
Hình 1.5 Cấu trúc hệ thống rửa xe trong thực tế……………………………………….6

Hình 1.6 Lắp đặt hệ thống rửa xe ô tô tự động tại Việt Nam…………………………..7
Hình 1.7 Hệ thống rửa xe du lịch tự động Zonda Trung Quốc………………………...9
Hình 1.8 Hệ thống rửa xe tự động CT – 919D………………………………………..10
Hình 1.9 Hệ thống rửa xe du lịch tự động ZD – W900……………………………….11
Hình 1.10 Hệ thống rửa xe tự động CB 1/28 Karcher dùng ngoài trời……………….12
Hình 2.1 Giao diện của GX Works 2…………………………………………………15
Hình 2.2 Lưu đồ thuật toán của nút START…………………………………….……16
Hình 2.3 Lưu đồ thuật toán của nút STOP…………………………….……………...18
Hình 3.1 Chu kì vòng quét PLC………………………………………………..……..20
Hình 3.2 PLC Mitsubishi FX1N – 40MT…………………………..…………………22
Hình 3.3 Sơ đồ hệ thống băng tải………………………………………………..……22


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

Hình 3.4 Động cơ băng tải……………………………………………………..……...23
Hình 3.5 Động cơ chổi lau…………………………………………..………………...24
Hình 3.6 Động cơ Servo…………………………………………..…………………..24
Hình 3.7 Relay trung gian………………………………….……………….………...25
Hình 3.8 Arduino Uno…………………………………………………..……………27
Hình 3.9 Máy bơm 12V………………………………………………...……………..27
Hình 3.10 Cảm biến tiệm cận quang………………………………………………….28
Hình 3.11 Hệ thống băng tải…………………………………………………………..28
Hình 3.12 Quạt tản nhiệt…………………………………………………...…………29
Hình 3.13 Nguồn tổ ong 12V – 10A ………………………………………..………..30
Hình 3.14 Mạch chuyển áp LM2596……………………………………………...…..30
Hình 3.15 Mạch động lực của hệ thống………………………………………………31
Hình 3.16 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ băng tải………………………………….32
Hình 3.17 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ chổi lau mui xe………………………….32
Hình 3.18 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ Servo dựa vào Arduino…………………33

Hình 3.19 Sơ đồ nối dây toàn bộ hệ thống……………………………………………34
Hình 3.20 Mô hình tổng thể hệ thống ……………………………………………..….35
Hình 3.21 Mô hình cả hệ thống thiết kế 3D bằng phần mềm Onshape……………....36
Hình 3.22 Bàn……………………………………………………………………..…..36
Hình 3.23 Hệ thống chổi lau quay dọc…………………………………………..…....37
Hình 3.24 Hệ thống chổi lau quay ngang…………………………………………..…37
Hình 3.25 Hệ thống chổi lau bánh xe……………………………………………..…..38
Hình 3.26 Mô hình thực tế………………………………………………………..…..39
Hình 3.27 Hình chiếu bằng của mô hình …………………………………………….40
Hình 3.28 Hình chiếu đứng của mô hình……………………………………………..41
Hình 3.29 Hình chiếu đứng của mô cạnh……………………………………………..41


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

Mô tả

PLC

Programmable Logic Controller

CPU

Central Processing Unit

STL

Statement-List

DC

Direct Current Motor

RPM

Revolutios Per Minute

PWM

Pulse Width Modulation

UART

Universal Asynchronous Receiver

ICSP

In-Circuit Serial Programming

I2C

Inter-Intergrated Circuit

SPI

Serial Peripheral Bus

Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

MỞ ĐẦU

Ngày này, công nghệ phát triển với tốc độ chóng mặt và lan tỏa đến tất cả lĩnh
vực, từ nông nghiệp, công nghiệp, vũ khí đến công nghệ vũ trụ. Rất nhiều máy móc
hiện đại, thiết bị tự động, hệ thống thông minh ra đời giúp con người đạt được những
điều tưởng chừng là không thể. Trong số đó, các hệ thống tự động là phổ biến hơn cả
vì chúng giúp giải phóng sức lao động của con người cũng như khắc phục được những
hạn chế như độ chính xác, năng suất lao động … mà một hệ thống sử dụng nhân công
khó lòng đạt được ở mức cao nhất. Việt Nam đang trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện
đại hóa đất nước thì không thể thiếu những hệ thống như thế này. Một trong những hệ
thống đơn giản nhưng không kém phần hiệu quả và ngày càng có ảnh hưởng lớn hơn ở
nước ta đó là HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG.
HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG đã ra đời từ rất sớm ở các nước phương Tây
và ngày càng phổ biến ở khắp nơi trên thế giới. Ở Việt Nam cũng đã có rất nhiều
doanh nghiệp đi tiên phong trong lĩnh vực này, có thể kể đến Automatic Car Wash Go
& Go, công ty Tân Minh Giang… cùng rất nhiều cửa hàng nhỏ lẻ ở khắp các tỉnh
thành trên cả nước. Tuy nhiên, do một số đặc điểm khác biệt về thời tiết, địa hình cũng
như những hạn chế về mặt kỹ thuật mà các HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG vẫn
chưa thực sự phát triển mạnh mẽ ở nước ta. Nhận thấy điều đó, nhóm chúng em đã tiến
hành nghiên cứu về các điểm mạnh đồng thời tập trung khắc phục các nhược điểm để
trong phạm vi nào đó xây dựng một HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG vượt trội hơn.
Sau thời gian nghiên cứu các tài liệu và khảo sát các hệ thống rửa xe tự động đã
có, chúng em xây dựng đồ án gồm bốn chương:
-

Chương 1: Tổng quan về đề tài.

-

Chương 2: Thiết kế phần mềm.

-

Chương 3: Thiết kế phần cứng.

-

Chương 4: Kết luận và kiến nghị.

SVTH: NGUYỄN PHẠM HOÀNG LÂN-PHẠM DOÃN TRUNG

GVHD: NGUYỄN QUỐC ĐỊNH

1


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Lí do chọn đề tài.
1.1.1 Tình hình hiện nay.
Những năm gần đây thị trường ô tô ở Việt Nam đang có bước chuyển mình khá
ấn tượng. Những số liệu thống kê cho thấy: từ năm 2000 cho đến nay, số lượng
phương tiện giao thông nói chung và ô tô nói riêng tăng trưởng với tốc độ chóng mặt,
đến tháng 3/2009, tổng số lượng ô tô các loại lưu thông trên toàn quốc đạt xấp xỉ 1

triệu xe .Đến năm 2013, con số này đã đạt 1,5 triệu xe .

Hình Error! No text of specified style in document..1 Số lượng ô tô và xe máy hoạt
động hàng năm của Việt Nam.
Sự tăng trưởng số lượng xe ô tô ở trên là do sức tiêu thụ ngày càng mạnh của
người Việt. Theo số liệu của Cục thống kê:
Bảng Error! No text of specified style in document..1 Lượng xe bán ra tại Việt Nam
từ 2013-2017.
Năm

Số lượng xe bán ra tại Việt Nam

Tốc độ tăng trưởng

(Chiếc)

(%)

2013

110.000

19

2014

158.000

43

2015

245.000

55

SVTH: NGUYỄN PHẠM HOÀNG LÂN-PHẠM DOÃN TRUNG

GVHD: NGUYỄN QUỐC ĐỊNH

2


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

2016

300.000

23

2017

273.000

-10

Đến năm 2017 lượng xe ô tô bán ra đạt 273.000 chiếc tuy có giảm đi khoảng
10% so với năm 2016 nhưng số lượng xe bán ra mỗi ngày vẫn rất lớn, nó lên đến gần
748 chiếc. Doanh số cụ thể hàng tháng được Hiệp hội ô tô Việt Nam (VAMA) thống

kê như sau:

Hình Error! No text of specified style in document..2 Doanh số ô tô hàng tháng của
thị trường Việt Nam trong năm 2017.
Nếu so với các nước trong cùng khu vực thì lượng tiêu thụ ô tô ở các nước
Đông Nam Á khác cũng không thể “bì” được với Việt Nam. Trong khi tình hình ở các
thị trường lớn như Thái Lan, Indonesia, Malaysia đều rất ảm đạm thì ở Việt Nam lại
cực kì sáng sủa. Năm 2017, mặc dù có chút sụt giảm so với năm 2016 nhưng lượng xe
tiêu thụ ở nước ta vẫn rất lớn.
Giải thích cho sự tăng trưởng mạnh mẽ trên thì nền kinh tế tăng trưởng là lý do
rõ ràng nhất. Đời sống người dân ngày càng cao nên việc mua một phương tiện đi lại
có giá hàng trăm triệu không còn là vấn đề quá lớn. Từ đó, nhu cầu rửa xe cũng không
ngừng tăng lên và các hệ thống thủ công sẽ khó lòng đáp ứng được nhu cầu ngày càng
cao như vậy. Chính vì lẽ đó, rửa xe tự động sẽ đóng vai trò quan trọng trong tương lai
và nếu được khai thác một cách có bài bản thì đó sẽ là một hướng kinh doanh rất sáng
sủa đối với các nhà đầu tư.
Xuất phát từ tình hình thực tế trên và ham muốn hiểu biết về PLC, em xin chọn
đề tài làm tốt nghiệp:”THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG RỬA XE Ô TÔ TỰ
ĐỘNG SỬ DỤNG PLC FX1N-40MT CỦA MITSUBISHI”.
SVTH: NGUYỄN PHẠM HOÀNG LÂN-PHẠM DOÃN TRUNG

GVHD: NGUYỄN QUỐC ĐỊNH

3


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

1.1.2 Những vấn đề mà hệ thống rửa xe tự động đối mặt.
Theo các số liệu thu thập được thì thời gian trung bình để rửa một xe của các hệ

thống rửa xe tự động hiện nay dao động từ 5-8 phút, còn đối với các hệ thống thủ công
là 10-15 phút, đó là chưa kể đến lúc đông khách.
Chi phí rửa xe cũng là một vấn đề đáng lưu tâm. Một người sử dụng xe cần có
thu nhập trung bình hàng tháng vào khoảng 20 triệu đồng trở lên thì mới đủ để “nuôi”
một chiếc xe ô tô, nguyên nhân là do các chi phi vận hành ô tô là rất đắt đỏ. Riêng chi
phí rửa xe cũng đã tiêu tốn từ 200 – 300 nghìn đồng/tháng (1 tháng rửa xe 4 lần).
Bảng Error! No text of specified style in document..2 Chi phí vận hành ô tô trong
một tháng.

Một hệ thống rửa xe sẽ tiêu tốn từ 200 – 300 lít nước cho một xe ô tô (tương
đương 0,2 – 0,3 mét khối). Vì vậy việc sử dụng nguồn nước sao cho tiết kiệm tối đa là
một thách thức của các hệ thống rửa xe tự động. Hơn nữa, từ ngày 1/1/2017, nghị định
154 của Chính phủ về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải sẽ bắt đầu có hiệu lực
thi hành, theo đó các cơ sở rửa xe phải trả mức phí bằng 10% giá bán của 1 mét khối
nước sạch. Vì vậy, nếu tận dụng được nguồn nước thải sẽ tiết kiệm được một khoảng
chi phí lớn đồng thời góp phân bảo vệ môi trường đô thị.
Các hệ thống rửa xe tự động chưa thật sự phát triển ở nước ta, trong khi nhu cầu
ngày càng lớn. Vì vậy chúng em có ý tưởng khai thác những ưu điểm của PLC để điều
khiển hệ thống rửa xe ô-tô tự động, góp phần đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn.

SVTH: NGUYỄN PHẠM HOÀNG LÂN-PHẠM DOÃN TRUNG

GVHD: NGUYỄN QUỐC ĐỊNH

4


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

Hình Error! No text of specified style in document..3 Nước thải do hoạt động rửa

xe.
1.2 Tổng quan về hệ thống rửa xe tự động:
1.2.1 Các phương pháp rửa xe ô tô hiện nay.
Hiện nay tại Việt Nam chúng ta hầu hết là sử dụng các phương pháp rửa xe thủ
công là chủ yếu. Tuy nhiên trong thời gian không xa với 3 phương pháp này sẽ được
đang xen nhau và đưa ra một phương án hợp lý nhất, tiết kiệm thời gian nhất, thiết bị
hiện đại nhất với trình độ kỹ thuật cao là rất cần thiết. Với sự phát triển của kinh tế
hiện nay hệ thống rửa xe ô tô tự động là rất cần thiết.

Hình Error! No text of specified style in document..4 Các phương pháp rửa xe.

SVTH: NGUYỄN PHẠM HOÀNG LÂN-PHẠM DOÃN TRUNG

GVHD: NGUYỄN QUỐC ĐỊNH

5


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

1.2.2 Cấu trúc cơ bản của một hệ thống rửa xe tự động trong thực tế.

Hình 1.5 Cấu trúc hệ thống rửa xe trong thực tế
Hệ thống rửa xe trong thực tế được mô tả như trong hình 1.5 về cơ bản hệ thống
rửa xe gồm có các thành phần sau:
-

Hệ thống chổi lau: Hệ thống chổi lau này dùng để lau sạch các bụi bẩn bám vào
các bộ phận bánh xe, vành xe và mép sườn xe. Hệ thống chổi lau được thiết kế
gồm hệ thống các trục ngang và thẳng đứng được gắn với hệ thống chổi lau

mềm mại để lau xe khỏi gây trầy xước các bộ phận cần lau của xe.

-

Hệ thống vòi phun nước cao áp và chất tẩy: Hệ thống này dùng để phun nước
và phun dung dịch tẩy rửa trong quá trình rửa xe, để dễ dàng lau xe và làm sạch
xe. Hệ thống này thường được thiết kế ở phía trên hoặc hai bên của mô hình dễ
dàng phun nước và chất tẩy rửa từ trên xuống cho toàn bộ thân xe. Hệ thống
này bao gồm các vòi phun nhỏ với áp lực phun mạnh để dễ dàng làm sạch các
chất bẩn bám vào xe.

-

Hệ thống làm khô: Hệ thống làm khô dùng để làm khô các bộ phận của xe sau
khi quá trình rửa xe kết thúc. Hệ thống này bao gồm các quạt có công suất vừa
và nhỏ hoặc gồm một dàn quạt sấy được thiết kế ở cuối mô hình, đây là công
đoạn cuối cùng của quá trình rửa xe.

-

Hệ thống đường ray và thanh dẫn hướng: Hệ thống này dùng để di chuyển xe ra
vào trong quá trình rửa xe. Hệ thống dài 1000 – 1600 cm, rộng 30 cm, sâu 5
cm.

1.2.3 Quy trình hoạt động của hệ thống rửa xe tự động.
Ban đầu phương tiện được đưa vào hệ thống đường ray và thanh dẫn hướng.
Khi có cảm biến nhận biết được xe thì bắt đầu phun nước cao áp và chất tẩy. Đồng
SVTH: NGUYỄN PHẠM HOÀNG LÂN-PHẠM DOÃN TRUNG

GVHD: NGUYỄN QUỐC ĐỊNH

6


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

thời lúc này hệ thống chổi quay hoạt động lau hai bánh xe trước. Tiếp đó xe được đưa
từ từ vào sâu bên trong qua dàn hệ thống chổi quay ngang và dọc để quay làm sạch bụi
bẩn từ trước lên trần và hai bên thân xe. Sau đó xe tiếp tục đi vào qua hệ thống dàn
phun nước cao áp để làm sạch bụi bẩn cũng như chất tẩy. Tiếp tục qua hệ thống chổi
lau để lau khô xe và cuối cùng là qua hệ thống làm khô để làm khô các bộ phận của xe
một lần nữa.Cuối cùng là đến tay người sử dụng. Trong quá trình rửa xe thì xe được
đưa vào một cách từ từ trơn tru và dừng lại ở một số thời điểm để có thể lau chùi sạch
sẽ hơn.
1.3 Một số hệ thống rửa xe tự động ở nước ta và trên thế giới.
1.3.1 Hệ thống rửa xe tự động GO & GO.
Dưới đây là điển hình của một trạm hệ thống rửa xe ô tô tự động ở Quận 2,
Thành phố Hồ Chí Minh. Nơi đây không những rửa xe mà còn chuyên lắp đặt và bảo
trì bảo hành hệ thống rửa xe tự động.

Hình Error! No text of specified style in document..6 Lắp đặt hệ thống rửa xe
ô tô tự động tại Việt Nam.
SVTH: NGUYỄN PHẠM HOÀNG LÂN-PHẠM DOÃN TRUNG

GVHD: NGUYỄN QUỐC ĐỊNH

7


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

Bảng Error! No text of specified style in document..3 Thông số kỹ thuật của hệ
thống rửa xe tự động GO & GO.
Thông số

Ghi chú

Kích thước (dài×rộng×cao)

10m × 4m × 4m

Diện tích lắp đặt

12m × 5m

Cấu tạo

Khung thép, mạ kẽm, inox, nhôm

Thời gian rửa xe

5 – 7 phút/xe

Tiêu thụ điện

0,5 kW/xe

Tiêu thụ nước

> 300 lít

Hệ thống đếm xe tự động

Có sẵn

Hệ thống đường ray

Có sẵn

Bơm phun nước áp lực cao

Có sẵn

Hệ thống vòi phun lắc

16 vòi

Hệ thống phun bọt tuyết

Có sẵn

Hệ thống thổi khô

Có sẵn

Điện áp

220V hoặc 380V

Hệ thống xịt gầm

Tùy chọn

SVTH: NGUYỄN PHẠM HOÀNG LÂN-PHẠM DOÃN TRUNG

GVHD: NGUYỄN QUỐC ĐỊNH

8


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

1.3.2 Hệ Thống Rửa Xe Du Lịch Tự Động Zonda - Trung Quốc.

Hình Error! No text of specified style in document..7 Hệ thống rửa xe du lịch tự
động Zonda (Model: ZD-W300).

SVTH: NGUYỄN PHẠM HOÀNG LÂN-PHẠM DOÃN TRUNG

GVHD: NGUYỄN QUỐC ĐỊNH

9


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

Bảng Error! No text of specified style in document..4 Thông số kỹ thuật của ZDW300.
Thông số kỹ thuật

Ghi chú

Kích thước

2,5 m x 3,7 m x 3,3 m ( L x W x H )

Trọng lượng thiết bị

2,8 tấn

Kích thước hệ thống rửa xe

6,5 m x 2 m x 2,2 m ( L x W x H )

Chiều dài đường ray

10000 mm

Chiều rộng của hai ray

3340 mm

Thời gian rửa xe

4,5-6 phút /xe

Tiêu thụ nước

80-100 lít/xe

Điện áp hoạt động

380 V, 50 Hz, 3 pha, 17,68 kW

Sử dụng khí nén

5-8 bar

1.3.3 Hệ thống rửa xe tự động CT-919D Trung Quốc

SVTH: NGUYỄN PHẠM HOÀNG LÂN-PHẠM DOÃN TRUNG

GVHD: NGUYỄN QUỐC ĐỊNH

10


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

Hình Error! No text of specified style in document..8 Hệ thống rửa xe tự động CT –
919D.
Bảng Error! No text of specified style in document..5 Thông số kỹ thuật của CT –
919D.
Thông số

Ghi chú

Nguyên lý rửa

Chổi quay

Chổi quay

2 bên hông, 1 nóc xe, 2 bánh xe

Vòi phun

Phun xoay tự động áp lực cao

Truyền chuyển động

Thủy lực, điện, khí hoặc bằng xích

Hệ thống sấy khô

Bằng khí nén

Công suất

8 kW

Tiêu thụ nước

360 lít/xe

Tiêu thụ điện

0,2 kWh/ xe

Thời gian rửa xe

1

phút/xe

1.3.4 Hệ Thống Rửa Xe Du Lịch Tự Động ZD-W900 Trung Quốc.

SVTH: NGUYỄN PHẠM HOÀNG LÂN-PHẠM DOÃN TRUNG

GVHD: NGUYỄN QUỐC ĐỊNH

11


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

Hình Error! No text of specified style in document..9 Hệ Thống Rửa Xe Du Lịch Tự
Động ZD-W900.
Bảng Error! No text of specified style in document..6 Thông số kỹ thuật của ZD –
W900.
Thông số kỹ thuật

Ghi chú

Kích thước

16 m x 4 m x 3 m ( L x W x H )

Kích thước hệ thống rửa xe

12 m x 2 m x 2,2 m ( L x W x H )

Tốc độ băng truyền

5-6 mét/phút

Lượng xe rửa tối đa

60-80 xe/giờ

Tiêu thụ nước

100-120 lít/xe

Điện áp hoạt động

380V, 50Hz, 3 pha, 45 kW

Sử dụng khí nén

5-8 bar

SVTH: NGUYỄN PHẠM HOÀNG LÂN-PHẠM DOÃN TRUNG

GVHD: NGUYỄN QUỐC ĐỊNH

12


Thiết kế mô hình hệ thống rửa xe ô tô tự động sử dụng PLC FX1N-40MT của Mitsubishi

1.3.5 Hệ thống rửa xe tự động cb 1/28 Karcher dùng ngoài trời.

Hình Error! No text of specified style in document..10 Hệ thống rửa xe tự động cb
1/28 Karcher dùng ngoài trời.
Bảng Error! No text of specified style in document..7 Thông số kỹ thuật của cb 1/28
Karcher.
Thông số kỹ thuật

Ghi chú

Chiều cao hệ thống

3700 mm

Chiều cao làm sạch

2800 mm

Chiều ngang hệ thống

4035 mm

Lưu lượng nước cấp

50 lít/phút/4-6 bar

Công suất

16 kW

Nguồn điện

3P, 400 V, 50 Hz

Tốc độ di chuyển băng chuyền

0 – 20 mét/phút

Thời gian rửa xe

4 phút/xe

Đặc điểm chung của các mô hình trên là đều dùng điện một chiều, chi phí đầu tư từ
khoảng 600 triệu trở lên đối với mặt hàng do Trung Quốc sản xuất. Còn riêng trong
nước ta cũng tầm 400 triệu trở lên.
1.4 Mục tiêu thực hiện đề tài.

SVTH: NGUYỄN PHẠM HOÀNG LÂN-PHẠM DOÃN TRUNG

GVHD: NGUYỄN QUỐC ĐỊNH

13