ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG MÔ HÌNH BÃI ĐỖ XE THÔNG MINH XOAY VÒNG KIỂU ĐỨNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.78 MB, 57 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP
====o0o====
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hà nội, 6-2019
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP
====o0o====
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG MÔ HÌNH BÃI ĐỖ XE
THÔNG MINH XOAY VÒNG KIỂU ĐỨNG
Trưởng bộ môn
: PGS.TS. Tạ Cao Minh
Giáo viên hướng dẫn
: THS. Phan Thị Huyền Châu
Sinh viên thực hiện
: Nguyễn Văn Cảnh
Lớp
: KTĐK& TĐH6 - K59
MSSV
: 20140401
Giáo viên duyệt
:
Hà nội, 6-2019
Lời cam đoan
LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: Tên đề tài do em tự thiết kế dưới sự hướng
dẫn của cô giáo THS. Phan Thị Huyền Châu. Các số liệu và kết quả là hoàn toàn đúng với
thực tế.
Để hoàn thành đồ án này em chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh mục tài
liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác. Nếu phát hiện có
sự sao chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Hà Nội, ngày 29 tháng 5 năm 2019
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Cảnh
Mục lục
MỤC LỤC
Contents
DANH MỤC HÌNH VẼ ....................................................................................................... 6
DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU............................................................................................ 8
LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................................... 9
CHƯƠNG 1: ........................................................................................................................ 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI.................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................................. 1
1.2. Các lọai hình bãi đỗ xe tự động ................................................................................. 2
1.2.1. Hệ thống đỗ xe tự động kiểu thang máy ............................................................. 2
1.2.2. Hệ thống đỗ xe tự động kiểu xếp hình ................................................................ 3
1.2.3. Hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng .................................................... 4
1.2.4. Hệ thống đỗ xe tự động kiểu Cycle Parking ....................................................... 5
1.2.5. Hệ thống đỗ xe tự động kiểu thang nâng di chuyển ............................................ 6
1.2.6. Hệ thống đỗ xe tự động kiểu xoay vòng trục đứng ............................................. 7
1.3. Ưu điểm của các hệ thống bãi đỗ xe tự động ............................................................ 7
1.4. Nhược điểm của các hệ thống bãi đỗ xe tự động....................................................... 8
Chương 2: ........................................................................................................................... 10
THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CHO MÔ HÌNH HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE XOAY
VÒNG KIỂU ĐỨNG ......................................................................................................... 10
2.1. Cấu tạo mô hình hệ thống bãi đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng ........................ 10
2.2. Đặc tính phụ tải của hệ thống bãi đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng .................. 11
2.2.1. Phụ tải có tính chất thế năng ............................................................................. 11
2.2.2. Hệ thống làm việc ở chế độ ngắn hạn ............................................................... 13
2.2.3 Sự thay đổi chế độ làm việc của động cơ ........................................................... 13
2.3. Tính chọn động cơ ................................................................................................... 13
CHƯƠNG 3: ...................................................................................................................... 18
PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN ......................................................................... 18
3.1. Thiết kế lắp đặt vị trí các cảm biến trên hệ thống.................................................... 18
Mục lục
3.1.1. Phương án sử dụng cảm biến màu .................................................................... 18
3.2.2. Phương án sử dụng cảm biến tiệm cận .............................................................. 22
CHƯƠNG 4: ...................................................................................................................... 29
XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG ................................ 29
4.1. Sơ đồ điều khiển ...................................................................................................... 29
4.2. Khối đầu vào ............................................................................................................ 29
4.2.1. Hộp quét thẻ RFID ............................................................................................ 29
4.2.2. Thuật toán xử lý phần quét thẻ RFID ................................................................ 31
4.3. Khối xử lý PLC ........................................................................................................ 33
4.3.1. Giới thiệu PLC .................................................................................................. 33
4.3.2. Liệt kê các biến vào, ra ...................................................................................... 35
4.3.2. Chương trình xử lý PLC .................................................................................... 36
4.4. Giám sát và điều khiển trên HMI Mitsubishi .......................................................... 38
4.4.1. Giới thiệu phần mềm lập trình HMI .................................................................. 38
4.4.2. Cấu hình trong GT Designer 3 .......................................................................... 38
4.4.3. Các module chức năng trong GT Designer 3 .................................................... 39
4.4.4. Kết nối giao diện GT Designer 3 với PLC ........................................................ 40
KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 46
PHỤ LỤC ........................................................................................................................... 47
Danh mục hình vẽ
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. 1 Tình trạng dừng đỗ xe trên vỉa hè và lòng đường ................................................ 1
Hình 1. 2 Mô hình đỗ xe tự động kiểu thang máy ............................................................... 3
Hình 1. 3 Mô hình hệ thống đỗ xe tự động dạng xếp hình .................................................. 3
Hình 1. 4 Hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng ..................................................... 4
Hình 1. 5. Hệ thống đỗ xe tự động kiểu Cycle Parking ....................................................... 5
Hình 1. 6 Hệ thống đỗ xe tự động kiểu thang nâng di chuyển............................................. 6
Hình 1. 7. Hệ thống đỗ xe tự động kiểu xoay vòng trục đứng ............................................. 7
Hình2. 1 Hình ảnh bãi đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng .............................................. 10
Hình2. 2 Đồ thị biểu diễn nâng hạ tải khi đầy tải bên trái và không tải bên phải .............. 12
Hình2. 3 Đồ thị đặc tính cơ của động cơ ........................................................................... 12
Hình2. 4 Các chế độ làm việc của động cơ ........................................................................ 13
Hình 3. 1. Cảm biến màu SICK CS8 ................................................................................. 18
Hình 3. 2 Vị trí gắn các cảm biến màu............................................................................... 19
Hình 3. 3 Hình ảnh cảm biến tiệm cận ............................................................................... 22
Hình 3. 4 Vị trí đặt 3 cảm biến để xác định số Pallet........................................................ 23
Hình 3. 5. Pallet số 1 không gán thêm miếng kim loại ...................................................... 24
Hình 3. 6 Pallet số 2 sau khi gắn thêm miếng kim loại...................................................... 24
Hình 3. 7 Pallet số 3 sau khi gắn thêm miếng kim loại..................................................... 25
Hình 3. 8 Pallet số 4 sau khi gắn thêm miếng kim loại...................................................... 25
Hình 3. 9 Pallet số 5 sau khi được gắn thêm các miếng kim loại ...................................... 26
Hình 3. 10 Pallet số 6 sau khi được gắn thêm các miếng kim loại ................................... 26
Hình 3. 11 Pallet số 7 sau khi được gắn thêm các miếng kim loại .................................... 27
Hình 3. 12 Pallet số 8 sau khi được gắn thêm các miếng kim loại ................................... 27
Hình 3. 13. Vị trí lắp đặt cảm biến số 4 ............................................................................. 28
Danh mục hình vẽ
Hình 4. 1 Sơ đồ khối điều khiển......................................................................................... 29
Hình 4. 2 Hình ảnh hộp quét thẻ RFID .............................................................................. 30
Hình 4. 3. Sơ đồ đấu dây của hộp quét thẻ RFID ............................................................. 31
Hình 4. 4 Cấu trúc của bộ điều khiển PLC ........................................................................ 34
Hình 4. 5. Giao diện làm việc trên GT Designer 3 ............................................................ 39
Hình 4. 6. Giao diện giám sát hệ thống ở màn hình chính ................................................. 41
Hình 4. 7. Giao diện giám sát trạng thái của các Pallet ..................................................... 42
Hình 4. 8. Màn hình giao diện điều khiển động cơ thuận, ngược ...................................... 43
Danh mục bảng số liệu
DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU
Bảng2. 1 Thông số của 1 số hãng xe hơi .......................... Error! Bookmark not defined.
Bảng2. 2 Thông số động cơ kiểu MTH 411-6 ................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 4. 1 Bảng địa chỉ các biến đầu vào ........................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 4. 2 Bảng địa chỉ các biến đầu ra .............................. Error! Bookmark not defined.
Lời mở đầu
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây với sự phát triển kinh tế xã hội của Việt Nam, lượng
phương tiện giao thông đã tăng một cách nhanh chóng. Phương tiện cá nhân tăng lên, đòi
hỏi diện tích đất dành cho bãi đỗ xe cũng phải tăng theo. Tuy nhiên, tại các thành phố lớn
như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Cần Thơ việc đáp ứng yêu cầu quỹ đất này ngày càng
tỏ ra không khả thi do giá trị đất đang tăng nhanh,và nhu cầu đất cho các mục đích quan
trọng khác cũng đang thiếu.
Hiện nay tại các khu vực trung tâm thành phố lớn, số ô tô phần lớn dừng đỗ trên vỉa
hè, lòng đường gây cản trở giao thông. Để giải quyết vấn đề và đi theo xu thế phát triển của
thế giới, các bãi xe tự động với nhiều loại hình khác nhau được ra đời. Với hệ thống đỗ xe
tự động khi được đưa vào sử dụng sẽ mang lại rất nhiều lợi ích cho xã hội, giảm thiểu vấn
đề cản trờ giao thông, cảnh quan thành phố và đặc biệt là tiết kiệm thời gian cho người sử
dụng ô tô.
Trong đồ án này, em được cô giáo THS. Phan Thị Huyền Châu giao nhiệm vụ “ Thiết
kế điều khiển hệ thống mô hình bãi đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng”
Do khả năng và kiến thức còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án không thể tránh
khỏi sai xót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy, cô giáo.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình, chỉ dạy của cô giáo hướng dẫn THS.
Phan Thị Huyền Châu , các thầy cô trong bộ môn Tự động hoá và các bạn đồng nghiệp đã
giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình làm đồ án tốt nghiêp.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 29 tháng 5 năm 2019
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Cảnh
Chương 1: Giới thiệu tổng quan đề tài
Chương 1: Giới thiệu tổng quan đề tài
CHƯƠNG 1:
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1. Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây với sự phát triển kinh tế xã hội của Việt Nam, lượng
phương tiện giao thông đã tăng một cách nhanh chóng. Phương tiện cá nhân tăng lên, đòi
hỏi diện tích đất dành cho bãi đỗ xe cũng phải tăng theo. Tuy nhiên, tại các thành phố lớn
như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Cần Thơ việc đáp ứng yêu cầu quỹ đất này ngày càng
tỏ ra không khả thi do giá trị đất đang tăng nhanh,và nhu cầu đất cho các mục đích quan
trọng khác cũng đang thiếu.
Hiện nay tại các khu vực trung tâm thành phố lớn, số ô tô phần lớn dừng đỗ trên vỉa
hè, lòng đường gây cản trở giao thông (Hình 1.1).
Hình 1. 1 Tình trạng dừng đỗ xe trên vỉa hè và lòng đường
Để giải quyết vấn đề chỗ đỗ xe trong đô thị, nhiều nước trên thế giới sử dụng hệ
thống nhà đỗ xe nhiều tầng tự động, phổ biến như Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ, Singapore,
Trung Quốc, Mỹ và các nước Châu Âu. Tại các nước này đã có nhiều công ty chủ yếu kinh
doanh bãi đỗ ô tô nhiều loại, trong đó hệ thống đỗ nhiều tầng tự động được sử dụng rất phổ
1
Chương 1: Giới thiệu tổng quan đề tài
biến. Các công ty sản xuất hệ thống đỗ xe tự động là các nhà chế tạo, không trực tiếp kinh
doanh bãi đỗ xe mà chỉ cung cấp và lắp đặt thiết bị cho các nhà đầu tư. 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, trả
tiền tự động.
So với các bãi đỗ xe kiểu truyền thống, những lợi ích của một bãi đỗ xe tự động
không chỉ là nhanh chóng và tiện lợi. Bạn sẽ không còn phải lo lắng chiếc xe của mình bị
xô xát, va đụng, trầy xước bởi nơi đỗ xe được cách ly hoàn toàn với bên ngoài.
Hệ thống đỗ xe tự động là loại thiết bị mang tính kỹ thuật cao, áp dụng hòa hợp các
nguyên lý chung của hệ thống thang máy & hệ thống xếp dỡ tự động và 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 gửi, số chỗ trống còn
lại, trạng thái tại các ô lưu trữ, ….
1.2. Các lọai hình bãi đỗ xe tự động
1.2.1. Hệ thống đỗ xe tự động kiểu thang máy
Với hệ thống đỗ xe tự động dùng thang máy, lái xe sẽ đưa xe vào buồng thang máy, thang
nâng xe đến tầng đỗ xe, lái xe đưa xe ra khỏi thang máy và lái xe vào vị trí đỗ xe
2
Chương 1: Giới thiệu tổng quan đề tài
Hình 1. 2 Mô hình đỗ xe tự động kiểu thang máy
Đặc điểm đỗ xe tự động kiểu thang máy:
-
Tiết kiệm diện tích đường di chuyển nội bộ của xe khi lên xuống giữa các tầng bên trong
bãi đỗ xe, tuy nhiên vẫn tốn diện tích di chuyển cho xe trong từng tầng.
-
Tốc độ nâng hạ chậm do có xe và người với hệ thống 1 thang máy thì thời gian lấy xe
ra vào rất lâu.
-
Hiện nay kiểu đỗ xe tự động này ít phổ biến.
1.2.2. Hệ thống đỗ xe tự động kiểu xếp hình
Hình 1. 3 Mô hình hệ thống đỗ xe tự động dạng xếp hình
3
Chương 1: Giới thiệu tổng quan đề tài
Hệ thống đỗ xe tự động - dạng xếp hình là loại giải pháp kỹ thuật trong đó xe được
đặt trên các bàn nâng chuyển (pallet), các pallet này di chuyển nâng hạ theo trục thẳng
đứng và di chuyển ngang để đưa các xe vào hoặc ra. Hệ thống được lập trình để chọn
cách thức di chuyển xe sao cho có thể lấy xe ra nhanh nhất. Đây là loại thiết bị rất hiệu
quả cho các diện tích nhỏ và trung trên mặt đất hoặc ngầm dưới đất, có thể lắp được tối đa
5 tầng.
Những đặc điểm nổi bật của hệ thống này gồm:
-
Tận dụng chỗ trống trên mặt đất để đỗ xe, tuy nhiên phải chừa trống một cột để xếp
hình (ngoại trừ vị trí cao nhất)
-
Điểm xe vào từ dưới tầng thấp nhất
-
Tùy thuộc vào mặt bằng cho phép lắp đặt tối đa tầng để tăng tối đa diện tích đỗ xe,
có thể lắp theo chiều ngang hoặc xếp theo chiều dài tùy thuộc diện tích thực tế cho
phép.
-
Luôn luôn phải thiết kế chừa 1 cột trống để xếp hình (tức 1 vị trí trống cho mỗi tầng).
1.2.3. Hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng
Hình 1. 4 Hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng
Đặc điểm:
-
Cơ động, tiết kiệm diện tích.
-
Có thể xoay thuận chiều hoặc ngược chiều kim đồng hồ (hoặc 1 chiều).
-
Dễ tháo lắp.
4
Chương 1: Giới thiệu tổng quan đề tài
-
Không thích hợp cho loại xe có kích thước trung – lớn.
-
Do giá thành cao nên sử dụng không phổ biến, phần lớn lắp đặt ở các khu đất tạm
sử dụng (sau đó tháo dỡ đi).
-
Hệ thống đỗ xe tự động hệ thống xoay vòng đứng chỉ phù hợp với xe kích thước nhỏ
(xe 4 chỗ) không thích hợp cho xe kích thước lớn.
1.2.4. Hệ thống đỗ xe tự động kiểu Cycle Parking
Hình 1. 5. Hệ thống đỗ xe tự động kiểu Cycle Parking
Đặc điểm:
-
Hệ thống đỗ xe tự động lắp ngầm dưới mặt đất, phù hợp cho mặt bằng nhỏ hẹp.
-
Tốc độ thang nâng 20-40m/p.
-
Tốc độ di chuyển ngang 20-30m/p.
-
Số lượng xe tối ưu của hệ thống: 6-38 xe.
-
Điều khiển đơn giản với màn hình cảm ứng.
-
Phù hợp cho các công trình tòa nhà có qui mô đỗ xe nhỏ.
-
Hình dạng khu đất thường là hình chữ nhật với 1 cạnh ngắn và 1 cạnh dài.
5
Chương 1: Giới thiệu tổng quan đề tài
1.2.5. Hệ thống đỗ xe tự động kiểu thang nâng di chuyển
Hình 1. 6 Hệ thống đỗ xe tự động kiểu thang nâng di chuyển
Đây là loại thiết kế hữa hiệu sử dụng nguyên lý cần trục xếp dỡ, cùng lúc vận hành chiều
lên xuống và chiều ngang để đưa xe vào vị trí đỗ. Thời gian lấy xe ra vào nhanh, có thể tận
dụng diện tích ngầm dưới lòng đất của toà nhà. Loại hệ thống này thích hợp cho diện tích
đỗ xe cỡ trung và lớn.
Đặc điểm của hệ thống đỗ xe tự động tháp nâng di chuyển.
-
Điều khiển đơn giản với màn hình cảm ứng.
-
Hệ thống lắp ngầm hoặc nổi.
-
Do 1 hệ thống cơ khí vừa có chức năng nâng hạ, vừa có chức năng di chuyển nên
rất nhanh hỏng, phải đầu tư chi phí bảo dưỡng & thay thế thường xuyên, thời gian
lấy xe ra khá lâu do phải xử lý từng lệnh ra hoặc vào.
-
Hệ thống đỗ xe tự động này thích hợp với bãi xe từ 100 – 500 xe.
6
Chương 1: Giới thiệu tổng quan đề tài
1.2.6. Hệ thống đỗ xe tự động kiểu xoay vòng trục đứng
Hình 1. 7. Hệ thống đỗ xe tự động kiểu xoay vòng trục đứng
Hệ thống đỗ xe tự động - dạng xoay vòng trục đứng là hệ thống mang lại hiệu quả
cho các diện tích nhỏ và trung trên mặt đất. Hệ thống đỗ xe dạng xếp hình là loại giải
pháp kỹ thuật trong đó xe được đặt trên các bàn nâng (pallet), các pallet này di chuyển
xoay vòng quanh trục cố định, có thể đảo chiều xoay. Hệ thống được lập trình để chọn
cách thức di chuyển xe sao cho có thể lấy xe ra nhanh nhất.
Những đặc điểm nổi bật của hệ thống này gồm:
-
Tận dụng chỗ trống trên mặt đất để đỗ xe, có thể lắp nhiều hệ thống liên tiếp nhau
-
Điểm xe vào từ dưới mặt đất
-
Có thể lắp đặt độc lập hoặc lắp bên trong toà nhà cao tầng
1.3. Ưu điểm của các hệ thống bãi đỗ xe tự động
-
Tiết kiệm diện tích: Hệ thống tận dụng toàn bộ thể tích không gian nhờ vào khai thác
chiều cao của không gian. Bằng việc lưu giữ xe ở độ cao nhất định so với mặt đất,
số lượng xe mà một trạm giữ xe tự động có thể chứa gấp hàng chục lần so với một
bãi giữ ô tô thông thường.
-
Tiết kiệm thời gian: Thay vì khách hàng phải tự tìm chổ để xe trong các bãi xe thông
thường và rất khó khăn nhất tại giờ cao điểm, với bãi giữ xe tự động thì khách hàng
7
Chương 1: Giới thiệu tổng quan đề tài
chỉ cần đưa ôtô vào trạm đầu và nhập liệu là có thể an tâm ra khỏi xe và đi làm việc
khác. Mà không cần quan tâm vị trí để xe. Công việc này do hệ thống đảm nhận.
Như vậy thời gian được tiết kiệm cho khách hàng.
-
Tối ưu việc sử dụng năng lượng: Đầu tiên chúng ta không phải tốn nhiên liệu cho
việc di chuyển xe , tìm chỗ trong bãi. Và năng lượng hoạt động cho hệ thống được
quản lý bằng máy tính, máy tính có thể tối ưu hóa năng lượng sử dụng.
-
Không ô nhiễm môi trường: Do hệ thống hoạt động hoàn toàn nhờ vào điện năng
nên không có khí thải trong quá trình vận hành hệ thống. Và hạn chế tối đa ô nhiễm
tiếng ồn. Vì tất cả các động cơ đều sử dụng động cơ điện.
-
Không gây hư hai cho phương tiện: Không gây va quệt giữa các xe với nhau và hệ
thống cũng hoàn toàn không gây hư hại cho xe gửi vì hệ thống hoàn toàn tự động.
-
Chi phí hoạt động thấp: Do không có các nhân viên trông xe, bán vé,… Toàn hệ
thống chỉ cần vài người giám sát hoạt động, điều khiển. Chì cần vài người điều khiển
vì toàn bộ hệ thống được quản lý bằng màn hình máy tính theo dõi từ xa.
-
Dễ dàng bảo trì và sữa chữa: Do hệ thống cấu tạo từng phần độc lập với nhau về mặt
cơ khí. .
-
Tính an toàn cao: Khả năng xe bị lấy cắp và phá hoại là hoàn toàn khó có thể xảy ra.
Nhờ các thiết bị cảm biến và giám sát bằng camera
1.4. Nhược điểm của các hệ thống bãi đỗ xe tự động
Những ưu điểm của hệ thống giữ xe tự động đã được đề cập thông qua các giải pháp nhà
giữ xe đã trình bày phía trên. Ngoài những ưu điểm tích cực trên thì khi thực thi mô hình
ta cũng cần phải quan tâm đến các nhược điểm mà hệ thống gặp phải nhằm đưa ra giải pháp
khắc phục hiệu quả nhất. Một số nhược điểm như sau :
-
Cần xem xét đến thời gian lấy xe, thời gian lấy xe tùy thuộc vào từng loại hệ thống.
Đối với loại hệ thống 100 xe thông thường thì thời gian lấy xe lâu nhất khoảng gần
2 phút / xe, nhanh nhất 0,5 phút/xe, bình quân 1,5 phút /xe. Đối với các công trình
nhà ở, siêu thị,các bãi xe công cộng…thì thông thường người sử dụng ít khi gửi xe
8
Chương 1: Giới thiệu tổng quan đề tài
hoặc lấy xe cùng một khoảng thời gian nên thời gian lấy trả xe 1,5 phút/xe không là
vấn đề, thậm chí còn nhanh hơn so với bãi xe tự lái. Tuy nhiên đối với các công trình
văn phòng, rạp hát, hội nghị… thì việc mọi người ồ ạt đến gửi xe trong phoang vài
phút trước giờ làm việc, giờ khai mạc, và ồ ạt lái xe trong khoảng vài phút sau giờ
tan sở sẽ gây ra ùn tắt cục bộ , và người lái xe phải chờ thời gian khá dài để lái xe so
với bãi xe tự lái. Do đó, với các công trình có đặc điểm này, nếu muốn lắp đặt hệ
thống tự động thì phải có nhiều cửa ra vào khác nhau với nhiều thang nâng để giảm
thiểu thời gian lấy xe.
-
Vấn đề sự cố về mất điện. Đối với bãi xe thông thường, dù tòa nhà mất điện thì vẫn
có thể lái xe ra khỏi bãi xe. Tuy nhiên với hệ thông tự động, không xe nào có thể ra
khỏi hệ thống khi mất điện. Do đó,máy phát điện riêng cho hệ thống phải được trang
bị.
-
Về phòng cháy chữa cháy: ngoài việc tuân thủ các tiêu chuẩn phòng cháy chữa cháy
trong xây dựng chung cho nhà cao tầng và tầng hầm, cần thiết phải lắp đặt riêng hệ
thống điều khiển báo và chữa cháy tự động cho khu vực đỗ xe.
-
Khi xảy ra sự cố về hư hỏng thiết bị khi vận hành thì việc nhận và trả xe cũng bị tạm
hoãn
9
Chương 2. Thiết kế hệ truyền động cho mô hình hệ thống bãi đỗ xe
Chương 2:
THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG CHO MÔ HÌNH HỆ
THỐNG BÃI ĐỖ XE XOAY VÒNG KIỂU ĐỨNG
2.1. Cấu tạo mô hình hệ thống bãi đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng
Hình2. 1 Hình ảnh bãi đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng
Cấu tạo:
-
Một cơ cấu khung thép chắc chắn đặt thẳng đứng đủ để chịu được sức nặng khi đầy
tải là trọng lượng của 8 xe và các chi tiết như pallet, động cơ, trục vít, bánh vít,
xích,…
-
Các tấm đỡ pallet sẽ được móc treo cố định vào hệ thống xích sắp xếp theo một vòng
tròn với khoảng cách cỗ định di chuyển theo phương thẳng đứng.
-
Một cặp thanh ray dẫn hướng cố định vào khung tạo ra một rãnh theo chiều dọc, trên
thanh ray sẽ được thiết kế thêm các chân liên kết với giá treo pallet chứa xe.
10
Chương 2. Thiết kế hệ truyền động cho mô hình hệ thống bãi đỗ xe
-
Một động cơ truyền động để lưu thông chuỗi xe, động cơ sẽ được lắp đặt trên khung,
trục động cơ được đưa vào hệ thống trục vít bánh vít giúp làm tăng khả năng hãm,
làm việc êm, có tỉ số truyền khá lớn, từ trục quay sẽ đưa vào hệ thống
2.2. Đặc tính phụ tải của hệ thống bãi đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng
2.2.1. Phụ tải có tính chất thế năng
Phụ tải của bãi đỗ xe tự động kiểu đứng thay đổi trong một phạm vi rất rộng. Nó phụ
thuộc vào lượng xe được đỗ lên bãi đỗ trong một ngày đêm và hướng di chuyển của
pallet khi nhập và xuất xe. Bởi vậy ta phải tính phụ tải xung cực đại.
Phương trình đặc tính cơ của máy sản xuất thông thường:
𝑀𝑐 = 𝑀𝐶0 + (𝑀𝑑𝑚 + 𝑀𝐶0 ) (
𝜔 𝛼
)
𝜔𝑑𝑚
Trong đó:
-
MC momen ứng với tốc độ ω
-
MC0 momen ứng với tốc độ ω = 0
-
Mdm momen ứng với tốc độ định mưc ωdm
Biểu thưc đặc tính cơ của bãi đỗ xe tự động kiểu đứng là:
𝑀𝑐 = 𝑀𝑑𝑚 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡
Điều này có thể giải thích là momen của cơ cấu do trong lực của tải gây ra. Khi tăng dự
trữ thế năng (nâng tải), momen thế năng có tác dụng cản trở chuyển động, tức là hướng
ngược chiều quay động cơ.
Khi giảm thế năng (hạ tải), momen thế năng lại là momen gây ra chuyển động, nghĩa là nó
hướng theo chiều quay động cơ.
Hệ thống chuyển động có đảo chiều xét một chiều, chiều còn lại là đối xứng.
11
Chương 2. Thiết kế hệ truyền động cho mô hình hệ thống bãi đỗ xe
Hình2. 2 Đồ thị biểu diễn nâng hạ tải khi đầy tải bên trái và không tải bên phải
Đặc tính Mc(ω) nằm ở cả bốn góc phần tư
A1: nâng pallet đầy tải ở tốc độ cao
A2: nâng pallet đầy tải ở tốc độ thấp (chuẩn bị dừng khi đến trần)
A1’: Hạ pallet đầy tải ở tốc độ cao
A2’: Hạ pallet đầy tải tốc độ thấp (chuẩn bị dừng khi đến trần)
C1,C2: Hãm khi giảm tốc độ từ cao xuống thấp ở chế độ nâng
C1’, C2’: Hãm khi giảm tốc độ từ cao xuống thấp ở chế độ hạ
Hình2. 3 Đồ thị đặc tính cơ của động cơ
12
Chương 2. Thiết kế hệ truyền động cho mô hình hệ thống bãi đỗ xe
2.2.2. Hệ thống làm việc ở chế độ ngắn hạn
Động cơ ngắn hạn được chế tạo có thời gian làm việc tiêu chuẩn là 15, 30, 60, 90
phút. Như vậy ta phải chọn Tlv=Ttc và công suất động cơ Pdcchon>Plv hay
Mdmchon>=Mlv.
2.2.3 Sự thay đổi chế độ làm việc của động cơ
Động cơ trong mỗi lần hoạt động đều thực hiện đầy đủ các quá trình khởi động kéo
tải ổn định và hãm dừng. Nghĩa là có sự chuyển đổi liên tục từ chế độ động cơ sang
chế độ máy phát. Trạm đỗ xe tự động kiểu đứng khởi động đạt đến tốc độ định mức
sau đó chuyển động ổn định với tốcc độ đó trong mỗi lần chuyển động
Hình2. 4 Các chế độ làm việc của động cơ
2.3. Tính chọn động cơ
13
Chương 2. Thiết kế hệ truyền động cho mô hình hệ thống bãi đỗ xe
Bảng 2. 1. Bảng thông số kích thước của một số hãng xe hơi
Thông số kĩ thuật
Xe 4 chỗ
Xe 5 cửa
Xe thể thao đa
dụng
Dài
4900 mm
3850 mm
5300 mm
Rộng
1800 mm
1695 mm
2100 mm
Cao
1450 mm
1530 mm
1500 mm
1800 kg
1100 kg
3000
Cân nặng
Tính toán
Hệ thống chịu tải trọng lớn nhất trong trường hợp 1 bên đầy tải, 1 bên không có tải
với khối lượng mỗi xe là 3000kg
Tính toán động cơ:
Xem xét chiều rộng chiều cao của pallet, đường kính của bánh xích theo chiều
ngang là D=2400 mm.
Vận tốc chuỗi (v):
𝑣=
𝐷𝑁𝜋
60
Trong đó: D là đường kính bánh xích
N: tốc độ của bánh răng dẫn động
Giả định vận tốc chuỗi là v = 6m/phút = 0.1m/s (đây là tốc độ cần thiết của pallet.
Như vậy mỗi pallet thay đổi vị trí khoảng 15s)
Vì thế tốc độ của bánh răng dẫn động là N = 0.796 vòng/phút
Lực kéo 𝐹𝑚𝑎𝑥 = 𝐺𝑚𝑎𝑥 . 𝑔 = 3000.4.9.81 = 117720 𝑁
Momen xoắn 𝑇 =
𝐹.𝐷
2
=
117720.2,4
2
= 144000 𝑁𝑚
14
Chương 2. Thiết kế hệ truyền động cho mô hình hệ thống bãi đỗ xe
Công suất 𝑃 =
2𝜋𝑁𝑇
60
=
2𝜋.0,796.141264
60
= 11,775 Kw
Hệ số K= K1.K2.K3
Trong đó K1 = 1,252 hệ số tải
K2 = 1,5 hệ số bôi trơn
K3 = 1,25 hệ số làm việc ( khoảng 16h mỗi ngày)
Do đó K= 1,252.1,5.1,25= 2,34
Công suất làm việc Plv = P. K = 11,775. 2,34 = 27,5 Kw
Công suất trên trục động cơ: 𝑃đ𝑚 =
𝑃𝑙𝑣
𝜂
3
Trong đó η là hiệu suất của các bộ truyền 𝜂 = 𝜂𝑜𝑙
. 𝜂𝑘𝑛 . 𝜂𝑑 . 𝜂𝑏𝑟
Hiệu suất của một cặp ổ lăn: 𝜂𝑜𝑙 = 0,99
Hiệu suất của khớp nối: 𝜂𝑘𝑛 = 1
Hiệu suất của bộ đai: 𝜂𝑑 = 0,96
Hiệu suất của bộ truyền bánh răng: 𝜂𝑏𝑟 = 0,97
𝜂 = 0,993 . 1.0,96.0,97 = 0,9
Công suất yêu cầu trên động cơ là Pđm= 27,5/0,9=31 Kw
Từ việc tính toán các thông số ở trên, ta chọn động cơ xoay chiều 3 pha roto dây
quấn thường dùng cho các cần trục: 380V/220V 50 Hz
Bảng 2. 2. Thông số động cơ kiểu MTH 411-6
Công suất định mức động cơ ( Pđm)
34Kw
Tốc độ động cơ (nđm)
695 vòng/phút
Mm/Mđm
2,3
Cosφ: Định mức
0,77
Không tải
0,07
Ist,dm
82A
15
