Khóa luận tốt nghiệp: Thiết kế và thi công mô hình bãi giữ xe ôtô tự động
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.74 MB, 80 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
NGUYỄN ĐÌNH LÂM
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH
BÃI GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG
KỸ SƯ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA
TP. HỒ CHÍ MINH, 2015
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
NGUYỄN ĐÌNH LÂM – 41101779
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH
BÃI GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG
KỸ SƯ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HÓA
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
TS. LƯƠNG VĂN LĂNG
TP. HỒ CHÍ MINH, 2015
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
TP. HCM, ngày….tháng…..năm 2015
NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Tên luận văn:
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG
Nhóm Sinh viên thực hiện:
Cán bộ hướng dẫn:
Nguyễn Đình Lâm
41101779
Lê Văn Quân
41102748
TS. Lương Văn Lăng
Đánh giá Luận văn
1. Về cuốn báo cáo:
Số trang
___________
Số chương
___________
Số bảng số liệu
___________
Số hình vẽ
___________
Số tài liệu tham khảo ___________
Sản phẩm
___________
Một số nhận xét về hình thức cuốn báo cáo:
2. Về nội dung luận văn:
3. Về tính ứng dụng:
4. Về thái độ làm việc của sinh viên:
Đánh giá chung: Luận văn đạt/không đạt yêu cầu của một luận văn tốt nghiệp kỹ sư, xếp
loại Giỏi/ Khá/ Trung bình
Điểm từng sinh viên:
Nguyễn Đình Lâm:………../10
Lê Văn Quân:………../10
Người nhận xét
(Ký tên và ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
TP. HCM, ngày….tháng…..năm 2015
NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
Tên luận văn:
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG
Nhóm Sinh viên thực hiện:
Cán bộ phản biện:
Nguyễn Đình Lâm
41101779
Lê Văn Quân
41102748
Đánh giá Luận văn
5. Về cuốn báo cáo:
Số trang
___________
Số chương
___________
Số bảng số liệu
___________
Số hình vẽ
___________
Số tài liệu tham khảo ___________
Sản phẩm
___________
Một số nhận xét về hình thức cuốn báo cáo:
6. Về nội dung luận văn:
7. Về tính ứng dụng:
8. Về thái độ làm việc của sinh viên:
Đánh giá chung: Luận văn đạt/không đạt yêu cầu của một luận văn tốt nghiệp kỹ sư, xếp
loại Giỏi/ Khá/ Trung bình
Điểm từng sinh viên:
Nguyễn Đình Lâm:………../10
Lê Văn Quân:………../10
Người nhận xét
(Ký tên và ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
BỘ MÔN: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
TP. HCM, ngày….tháng…..năm 2015
ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT
TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH BÃI GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG
Cán bộ hướng dẫn: TS. Lương Văn Lăng
Thời gian thực hiện: Từ ngày………………..đến ngày……………
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Đình Lâm – 41101779
Lê Văn Quân – 41102748
Nội dung đề tài:
Mục tiêu, phạm vi, đối tượng:
-
Ứng dụng tự động hóa vào hệ thống bãi giữ xe ô tô
-
Xây dựng giao diện thân thiện người dùng
Phương pháp thực hiện:
-
Thiết kế và thi công mô hình cơ khí
-
Xây dựng thuật toán điều khiển phù hợp
-
Sử dụng kết hợp WinCC với PLC giao tiếp với máy tính thông qua OPC
KEPServer kết hợp quét thẻ từ RFID và nhận dạng biển số xe , để giám sát và
điều khiển hệ thống.
Kế hoạch thực hiện:
Nguyễn Đình Lâm:
-
Thiết kế mô hình cơ khí hệ thống trên Solidworks 3D
-
Thi công lắp ráp mô hình cơ khí
-
Thiết kế và thi công mạch điện điều khiển
-
Xây dựng thuật toán điều khiển với TIA PORTAL v13
-
Viết chương trình điều khiển PLC S7-1200 và thiết kế giao diện giám sát
WinCC
-
Kết hợp chạy thực tế trên mô hình
-
Viết báo cáo
Lê Văn Quân:
-
Thi công lắp ráp mô hình cơ khí
-
Xây dựng thuật toán điều khiển trên nền C#
-
Viết chương trình xử lý quét thẻ từ RFID
-
Viết chương trình xử lý nhận dạng biển số xe
-
Viết chương trình giao tiếp máy tính với PLC thông qua OPC KEPServer
-
Kết hợp chạy thực tế trên mô hình
-
Viết báo cáo
Xác nhận của Cán bộ hướng dẫn
TP. HCM, ngày….tháng …..năm 2015
Sinh viên
Nguyễn Đình Lâm
Lê Văn Quân
DANH SÁCH HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN
Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp, thành lập theo Quyết định số ……………………
ngày ………………….. của Hiệu trưởng Trường Đại học Bách khoa TP.HCM.
1. …………………………………………. – Chủ tịch.
2. …………………………………………. – Thư ký.
3. …………………………………………. – Ủy viên.
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, chúng em xin cảm ơn quý thầy cô Trường Đại Học Bách
Khoa Tp.HCM, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Điện- điện tử và bộ môn Tư
động hóa đã tận tình và hết lòng truyền đạt những kiến thức cho chúng em
trong suốt quãng thời gian chúng em học tập tại trường.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS. Lương Văn Lăng.
Người thầy đã hết lòng giúp đỡ và theo sát chúng em trong quá trình thực hiện
và hoàn thành luận văn này.
Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn trong lớp DD11TD12-34.
Những người bạn đã cùng học và giúp đỡ lẫn nhau trong suốt quá trình học tập
và luận văn cuối khóa.
Cuối cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy phản biện và các thầy
trong hội động bảo vệ luận văn đã dành thời gian để nhận xét và giúp đỡ chúng
em trong quá trình bảo vệ luận văn.
Cuối lời, chúng em xin gửi lời chúc sức khỏe đến các thầy cô Trường Đại
Học Bách Khoa Tp.HCM, đặc biệt là các thầy cô trong khoa Điện- điện tử và bộ
môn Tư động hóa.
Tp.HCM, ngày …. tháng …. năm 2015
Sinh viên
Nguyễn Đình Lâm
Lê Văn Quân
MỤC LỤC
TÓM TẮT LUẬN VĂN .......................................................................................................................1
MỞ ĐẦU .................................................................................................................................................2
Chương 1.
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI..................................................................3
1.1. Tính cấp thiết của luận văn ..........................................................................................3
1.2. Mục tiêu của luận văn .....................................................................................................4
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.............................................................................4
1.4. Nhiệm vụ của luận văn...................................................................................................5
Chương 2.
PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN ....................................................6
2.1. Phân tích và lựa chọn giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động .................................6
2.1.1.
Các giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động ..........................................................6
2.1.2.
Lựa chọn phương án ..........................................................................................9
2.2. Nhiệm vụ của luận văn................................................................................................ 10
2.2.1.
Tóm tắt nguyên lý hoạt động bãi giữ xe ô tô tự động ....................... 10
2.2.2.
Các vấn đề cần giải quyết .............................................................................. 11
2.2.3.
Phương hướng giải quyết ............................................................................. 11
2.2.4.
Thiết kế mô hình với Solidworks 3D ....................................................... 13
Chương 3.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT............................................................................................ 15
3.1. Sơ đồ tổng quát kết nối các thiết bị với máy tính ........................................... 15
3.2. Tổng quan các thiết bị sử dụng trong luận văn ............................................... 16
3.2.1.
Giới thiệu về ngôn ngữ C# và .NET Framework ................................. 16
3.2.2.
OPC .......................................................................................................................... 16
3.2.3.
Cơ sở dữ liệu SQL Server ............................................................................... 17
3.2.4.
Xử lý ảnh ............................................................................................................... 19
3.2.5.
RFID ........................................................................................................................ 20
3.2.6.
Mạch chuyển USB UART CP2102 .............................................................. 22
3.2.7.
Mạch cảm biến dò line đơn .......................................................................... 23
3.2.8.
Mạch cảm biến vật cản hồng ngoại ........................................................... 24
3.2.9.
Tổng quan họ PLC Siemens .......................................................................... 24
3.2.10.
PLC S7-1200 ........................................................................................................ 26
3.2.11.
Phần mềm giao diện người máy Simatic WinCC V11 cho các ứng
dụng điều khiển giám sát.................................................................................................. 32
3.3. Kết nối giữa PC - OPC – PLC ...................................................................................... 33
Chương 4.
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG – THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN ................... 35
4.1. Thiết kế và thi công mô hình .................................................................................... 35
4.1.1.
Thiết kế mô hình ............................................................................................... 35
4.1.2.
Thi công mô hình .............................................................................................. 36
4.1.3.
Lựa chọn động cơ ............................................................................................. 37
4.1.4.
Mạch điện ............................................................................................................. 37
4.2. Thuật toán điều khiển ................................................................................................. 40
4.2.1.
Thuật toán điều khiển cho PLC ................................................................... 40
4.2.2.
Thuật toán điều khiển PLC từ máy tính .................................................. 52
4.2.3.
Thiết kế giao diện người dùng .................................................................... 55
Chương 5.
TỔNG KẾT ............................................................................................................ 62
5.1.
Kết quả đạt được ....................................................................................................... 62
5.2.
Kết luận.......................................................................................................................... 62
5.3.
Những hạn chế của đề tài và định hướng phát triển đề tài .................... 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................................. 64
Hình 2.1: Giải pháp “bãi giữ xe ô tô dạng xe di chuyển vòng quanh tòa nhà”........6
Hình 2.2: Giải pháp “bãi giữ xe ô tô xếp chồng” ..................................................................7
Hình 2.3: Giải pháp “bãi giữ xe ô tô tự động tòa nhà dạng hình trụ” .........................8
Hình 2.4: Giải pháp “bãi giữ xe ô tô tự động dạng tòa nhà vuông” .............................8
Hình 2.5: Lựa chọn “Giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động tòa nhà xếp tầng vuông” .9
Hình 2.6: Mô hình Solidworks 3D bãi giữ xe ô tô tự động ........................................... 13
Hình 2.7: Mô hình Solidworks 3D khung giữ xe............................................................... 14
Hình 2.8: Mô hình Solidworks 3D kết cấu khung nâng ................................................. 14
Hình 3.1: Sơ đồ tổng quát các thiết bị kết nối với máy tính ........................................ 15
Hình 3.2: Thuật toán xử lý ảnh ................................................................................................ 19
Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của công nghệ RFID .......................................... 20
Hình 3.4: Module Reader RFID ACE630 và thẻ (Tag) 125 kHz ............................... 21
Hình 3.5: Module chuyển đổi tín hiệu cổng USB sang tín hiệu tuần tự TTL ........ 22
Hình 3.6: Mạch cảm biến dò line đơn ................................................................................... 23
Hình 3.7: Mạch cảm biến vật cản hồng ngoại .................................................................... 24
Hình 3.8: PLC của hãng Siemens ............................................................................................. 25
Hình 3.9: PLC S7-1200 và các module mở rộng ............................................................... 26
Hình 3.10: So sánh giữa PLC S7-1200 và S7-200 về các module mở rộng........... 27
Hình 3.11: Các khối chức năng CPU S7-1200 .................................................................... 28
Hình 3.12: Các loại module mở rộng S7-1200 .................................................................. 30
Hình 3.13: Các kết nối của PLC S7-1200.............................................................................. 31
Hình 3.14: Các phiên bản Simatic WinCC V11 .................................................................. 33
Hình 3.15: Sơ đồ kết nối giữa PC - OPC KEPServer - PLC ........................................... 33
Hình 4.1: Thiết kế mô hình Solidworks 3D ........................................................................ 35
Hình 4.2: Mô hình thực tế........................................................................................................... 36
Hình 4.3: Kết cấu khung nâng .................................................................................................. 36
Hình 4.4: Sơ đồ nguyên lý mạch cầu H 24VDC.................................................................. 37
Hình 4.5: Mạch cầu H 24VDC .................................................................................................... 38
Hình 4.6: Mạch cảm biến vật cản hồng ngoại .................................................................... 38
Hình 4.7: Mạch cảm biến dò line đơn ................................................................................... 39
Hình 4.8: Bảng tủ điện điều khiển .......................................................................................... 39
Hình 4.9: Thuật toán điều khiển cho PLC ............................................................................ 40
Hình 4.10: Sơ đồ hoạt động giữa OB1 với các khối chương trình con ................... 41
Hình 4.11: Khối FC0-Start .......................................................................................................... 41
Hình 4.12: Khối FC1-State 1 ...................................................................................................... 42
Hình 4.13: Khối FC4-State 3 ...................................................................................................... 42
Hình 4.14: Sơ đồ các vị trí trong mô hình ........................................................................... 42
Hình 4.15: Khối FC6-State 5 ...................................................................................................... 43
Hình 4.16: Khối FC12- Move_robot........................................................................................ 44
Hình 4.17: Thuật toán điều khiển khối FC12- Move_robot ......................................... 45
Hình 4.18: Khối FC13-Move_Hand ......................................................................................... 46
Hình 4.19: Thuật toán điều khiển khối FC13-Move_Hand .......................................... 47
Hình 4.20: Khối FB1-Pos_ngang và khối FB2-Pos_doc .................................................. 48
Hình 4.21: Thuật toán điều khiển khối FB1-Pos_ngang ............................................... 49
Hình 4.22: Thuật toán tính toán cho khối FB2-Pos_doc ............................................... 50
Hình 4.23: Cấu hình phát xung PWM cho PLC S7-1200 DC/DC/DC ....................... 51
Hình 4.24: Thuật toán điều khiển PLC từ máy tính ........................................................ 53
Hình 4.25: Giao diện nhận dạng biển số xe thiết kế trên C# ...................................... 55
Hình 4.26: Giao diện trang chủ bãi giữ xe ô tô tự động ................................................ 57
Hình 4.27: Giao diện hệ thống quản lý xe trong bãi ....................................................... 58
Hình 4.28: Giao diện cảnh báo lỗi hệ thống ....................................................................... 59
Hình 4.29: Giao diện hệ thống máy móc .............................................................................. 60
Hình 4.30: Giao diện chế độ điều khiển tay........................................................................ 61
DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Ba giải truyền thông dựa trên tần số của sóng radio của RFID ............ 21
Bảng 3.2: Các đặc tính của CPU S7-1200 ............................................................................. 29
Bảng 3.3: Các đặc tính của module mở rộng S7-1200 ................................................... 30
Bảng 4.1: Các thông số lệnh CTRL_PWM ............................................................................. 52
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
1. ATS
Automatic Transfer Switch
2. HMI
Human Machine Interface
3. OPC
OLE for Process Control
4. PC
Personal Computer
5. PLC
Programmable Logic Controller
6. PWM
Pulse Width Modulation
7. PTP
Point To Point
8. SCADA Supervisory Control And Data Acquisition
9. SQL
Structure Query Language
10. UART
Universal Asynchronous Receiver – Transmitter
11. USB
Universal Serial Bus
12. RFID
Radio Frequency Identification
13. TTL
Transistor-Transistor Logic
14. WTO
World Trade Organization
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Với mục đích đưa ra giải pháp giải quyết tình trạng thiếu bãi đỗ xe tại các
thành phố lớn như thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội. Tại các thành phố lớn, việc
đáp ứng yêu cầu về đất đai ngày càng không khả thi. Do đó, yêu cầu thực tế cần
có các nhà đậu xe hiện đại có hiệu suất sử dụng không gian tối đa, an toàn và
mang lại lợi ích cho xã hội, đề tài: “Thiết kế và thi công mô hình bãi giữ xe ô tô
tự động” được chọn. Dựa trên những phân tích tối ưu về đặc điểm kỹ thuật,
công nghệ chế tạo, khả năng ứng dụng, mức độ khả thi và xem xét đến kinh tế.
Nội dung thực hiện đề tài bao gồm các vấn đề chính như sau:
Phần mô hình:
-
Giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động.
-
Thiết kế và xây dựng mô hình hệ thống cơ khí.
Phần điều khiển:
-
Động cơ DC 24V và mạch điều khiển.
-
Bộ điều khiển lập trình PLC S7-1200.
-
Sử dụng WinCC để giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu.
-
Công nghệ RFID trong việc quản lý bãi giữ xe.
-
Kết hợp nhận dạng biển số xe, giao tiếp PLC với máy tính qua phần mềm
OPC KEPServer.
-
Xây dựng thuật toán và chương trình điều khiển mô hình. Quan trọng hơn là
phần lập trình điều khiển cất và lấy xe tự động cho khung nâng thông qua
việc quét thẻ từ kết hợp nhận dạng biển số xe.
1
MỞ ĐẦU
Với sự gia nhập WTO vào ngày 7 tháng 11 năm 2006, Việt Nam chính thức
bước vào sân chơi thương mại toàn cầu. Từ bước nhảy vượt bậc đó, con đường
trở thành một nước có nền công nghiệp phát triển cao, công nghệ hiện đại, đời
sống vật chất của con người nâng cao đã đến. Và sự tất yếu kéo theo là sự phát
triển ngày càng tăng số lượng phương tiện cá nhân. Trong đó có cả xe máy và ô
tô, và trong tương lai không xa ở Việt Nam ô tô không còn là hàng hóa xa xỉ.
Trong khi cơ sở hạ tầng lại không đáp ứng kịp với sự phát triển của phương
tiện. Sự mất cân bằng này tất yếu dẫn đến sự mất thẩm mỹ cảnh quan đô thị do
thiếu các bãi đỗ xe, nên buộc họ phải đậu xe lẫn chiếm lòng lề đường, tình trạng
kẹt xe và tai nạn giao thông xảy ra liên tục. Sự mọc lên hàng ngàn chung cư hay
building cao cấp tại các thành phố lớn như thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội đòi
hỏi một lượng lớn các bãi giữ xe ôtô.
Chính vì vấn đề bất cập đó mà các cơ quan chức năng có liên quan đưa ra
nhiều hướng giải quyết khác nhau như mở rộng đường, qui định giờ đỗ xe, hay
có nhiều điểm đổ xe mới được tạo ra. Nhưng tất cả chỉ là biện pháp tạm thời
nhằm đáp ứng những nhu cầu cấp bách. Đặc biệt, trong các hệ thống giữ xe ôtô
hiện tại tại các thành phố lớn vẫn còn thô sơ, chiếm một diện tích lớn, chưa ứng
dụng những kỹ thuật hiện đại vào trong hệ thống. Vì vậy,với mục đích cải thiện
và giải quyết vấn đề mà cộng đồng xã hội đã và đang quan tâm, đề tài “ Thiết kế
và thi công mô hình bãi giữ xe ô tô tự động” đưa ra hướng giải quyết tốt nhất
thời điểm này. Đề tài này tối ưu hóa được diện tích, ứng dụng những kỹ thuật
tiên tiến.
2
Chương 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1. Tính cấp thiết của luận văn
Cùng với sự phát triển của một nền kinh tế năng động đòi hỏi một nền kỹ
thuật công nghệ cũng phải phát triển, đáp ứng kịp thời và đầy đủ những nhu
cầu cần thiết của sự phát triển đó. Điều này được thể hiện qua thực trạng tình
hình phương tiện giao thông ở nước ta, “Theo số liệu thống kê sơ bộ của Tổng
cục Hải quan, nhập khẩu ô tô nguyên chiếc vào Việt Nam: Trung Quốc là thị
trường chính chính cung cấp trong 7 tháng/ 2015 với hơn 18 nghìn chiếc, tăng
mạnh 204%; tiếp theo là Hàn Quốc: 14,2 nghìn chiếc, tăng 54,3%; Thái Lan:
12,1 nghìn chiếc; tăng 99,2%; Ấn Độ: 8,5 nghìn chiếc; tăng 77,5%... so với cùng
kỳ năm 2014 (theo thống kế Hải Quan cập nhật 20/08/2015 5:00 PM). Chứng tỏ
tình hình số lượng xe ô tô ở nước ta tăng khá nhanh. Từ những số liệu trên đòi
hỏi những yếu tố cơ sở hạ tầng phải đáp ứng cho sự tăng trưởng đó, đặc biệt là
vấn đề về bãi đậu xe. Một trong những phương pháp nhằm giải quyết những
khó khăn đó, việc ứng dụng sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ cao
vào trong xây dựng cơ sở hạ tầng rất cần thiết. Cụ thể hơn, cần xây dựng những
bãi đậu xe mang tính hiện đại, tự động cao và tính an toàn được đặt lên hàng
đầu. Đồng thời, những bãi đậu xe như vậy cần phải đáp ứng vừa mang tính kinh
tế, vừa phù hợp với thực tiễn như tiết kiệm quỹ đất xây dựng, tính cảnh quan,…
Mặc dù trên thế giới, nhiều bãi đậu xe có kỹ thuật cao và hiện đại đã được
đưa vào ứng dụng trong thực tế. Tuy nhiên, với mong muốn đưa ý tưởng từ
những kiến thức đã học vào trong thực tế giải quyết khó khăn này, chúng em
thực hiện đề tài quyết định đưa ra và thi công đề tài:
“ Thiết kế và thi công mô hình bãi giữ xe ô tô tự động”.
3
1.2. Mục tiêu của luận văn
Mô hình bãi giữ xe ô tô tự động được thiết kế và thi công hoàn toàn dựa
trên những kỹ thuật tự động và yêu cầu của thực tế đặt ra. Mô hình là một thể
thống nhất giữa những kiến thức đã học về điều khiển tự động và ứng dụng
thực tế của chúng. Những nội dung liên quan thực hiện trong đề tài này như:
lập trình điều khiển hệ thống khung nâng cất và lấy xe tự động, ứng dụng công
nghệ thẻ từ RFID và nhận dạng biển số xe trong hệ thống giám sát và thu thập
dữ liệu, giám sát và điều khiển thông qua WinCC,…. Đây là một đề tài bao gồm
những kiến thức điều khiển tự động hết sức quan trọng trong việc ứng dụng
trong công nghiệp và trong các lĩnh vực khác. Và quan trọng hơn, trong đề tài
này là việc ứng dụng một cách triệt để những chức năng cũng như những đặt
tính vượt trội của PLC Siemens, các thiết bị tự động như cảm biến, công tắc
hành trình hay đến những thiết bị bảo mật bằng thẻ từ, nhận dạng biển số xe,….
Không chỉ mang tính học thuật từ việc ứng dụng những kiến thức, cũng như
vận dụng những thiết bị tự động vào đề tài, đề tài mang một tầm quan trọng rất
cao khi đưa ra một hướng giải quyết có tính khả thi với tình hình số lượng
phương tiện giao thông gia tăng như hiện nay, đặc biệt là ô tô.
Như vậy, sự thành công của đề tài là một điều hết sức quan trọng. Đây là
đề tài mang tính ứng dụng cao về mặt kỹ thuật, đồng thời còn mang tính kinh tế
trong tiết kiệm quỹ đất cũng như vốn đầu tư xây dựng các bãi giữ xe trong các
thành phố lớn.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Việc nghiên cứu thành công đề tài mang lại nhiều ý nghĩa sâu sắc. Bất kỳ
một ứng dụng hay thử nghiệm nào cũng dựa trên những cơ sở lý thuyết khoa
học hay một giả định khoa học. Kết quả của đề tài một lần nữa đã đưa những
ứng dụng từ những thiết bị tự động vào trong công nghiệp xuất phát từ cơ sở lý
thuyết điều khiển tự động. Đề tài cũng cho thấy những bộ khả lập trình có thể
đưa vào các công trình tự động lớn một cách chính xác và hoàn hảo chẳng hạn
4
từ bộ khả trình PLC Siemens có thể lập trình điều khiển khung nâng hoạt động
một cách tinh tế. Ngoài ra, đề tài còn cho người sử dụng thấy được tính tự động
hóa cao trong kỹ thuật thông qua công nghệ quét thẻ từ, kết hợp nhận dạng
biển số xe, hay đến việc giám sát hoạt động của hệ thống thông qua máy vi tính.
Từ đó thấy được tính mở và hiện đại của hệ thống SCADA.
Về mặt thực tiễn, đề tài là một mô hình thực tế nhằm đưa ra hướng giải
quyết tình trạng thiếu bãi đỗ xe tại các trung tâm kinh tế ở các thành phố lớn
như Hà Nội, Hồ Chí Minh. Đồng thời, quá trình thực hiện đề tài là một quá trình
trải nghiệm thực tế hết sức bổ ích. Thông qua quá trình làm đề tài, khả năng lập
trình với PLC Siemens được vững vàng hơn, hiểu sâu hơn về các truyền thông
giữa PLC với máy tính,… và bên cạnh đó môi trường công nghiệp cũng gần gũi
hơn qua tiêu chí lựa chọn từng phương pháp thực hiện và thiết bị cụ thể.
1.4. Nhiệm vụ của luận văn
Phân tích các giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động trên thế giới để lựa chọn
phù hợp với đặc tính kinh tế, quỹ đất xây dựng, kỹ thuật công nghệ... của Việt
Nam. Từ đó, lựa chọn phương án và thực hiện thiết kế và thi công mô hình bãi
giữ xe ô tô tự động, và chính từ sự thành công và tính khả thi trên mô hình để
các nhà đầu tư phát triển các dự án xây dựng công trình thực tế.
5
Chương 2. PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN
2.1. Phân tích và lựa chọn giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động
2.1.1.
Các giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động
2.1.1.1.
Giải pháp “bãi giữ xe ô tô người lái xe di chuyển vòng
quanh tòa nhà hình trụ”
Một nhà gửi xe nhiều tầng với các đường dốc để khách tự lái xe vào và ra
khỏi khu gửi xe. Mức độ tự động hóa tương đối không cao thường chỉ gồm các
máy bán vé và hệ thống đóng/ mở cổng tự động. Giải pháp này tuy phổ biến
nhưng chưa thỏa đáng lắm về mặt sử dụng không gian, cũng như đối với một
số yêu cầu khác an toàn cho xe và người, ô nhiễm vì khói thải từ ôtô...
Hình 2.1: Giải pháp “bãi giữ xe ô tô dạng xe di chuyển vòng quanh tòa nhà”
6
2.1.1.2.
Giải pháp “bãi giữ xe ô tô xếp chồng”
Hình 2.2: Giải pháp “bãi giữ xe ô tô xếp chồng”
Ưu điểm: hệ thống gọn nhẹ, dễ vận chuyển, lắp đặt nhanh.
Nhược điểm: Sử dụng hệ thống thủy lực hoặc động cơ để nâng tối đa
bốn ôtô xếp cạnh nhau lên một tầm cao, để dành chỗ cho những xe khác ở bên
dưới. Tuy nhiên, giải pháp này có hiệu quả kinh tế không cao, chỉ phù hợp với
qui mô nhỏ: một hoặc vài hộ gia đình. Ngoài ra, chưa có tối ưu hóa tính tự động.
2.1.1.3.
Giải pháp “bãi giữ xe ô tô tự động dạng tòa nhà hình
trụ”
Ưu điểm: diện tích lớn, số lượng xe nhiều, các pallet hoạt động lên xuống
và theo các góc nhất định giảm thiểu thời gian lấy và gửi xe, xe hoàn toàn tắt
máy nên không gây ô nhiễm khói bụi.
Nhược điểm: Để có số lượng chỗ để xe nhiều cần phải xây dựng tòa nhà
thật sự rộng và cao. Điều này tốn nhiều quỹ đất xây dựng, cũng như phần nền
móng vững chắc. Tuy nhiên, do các thành phố lớn sự đông đúc và chật chội vấn
đề diện tích đất để xây dựng là vô cùng khó khăn. Ngoài ra, yếu tố kinh tế, và
đòi hỏi về kỹ thuật công nghệ cao để xây dựng cũng gặp nhiều khó khăn.
7
Hình 2.3: Giải pháp “bãi giữ xe ô tô tự động tòa nhà dạng hình trụ”
2.1.1.4.
Giải pháp “bãi giữ xe ô tô tự động dạng tòa nhà vuông”
Hình 2.4: Giải pháp “bãi giữ xe ô tô tự động dạng tòa nhà vuông”
Ưu điểm: Chiếm diện tích đất xây dựng, chi phí xây dựng và kỹ thuật
công nghệ không đòi hỏi quá lớn. Số lượng xe nhiều, tối ưu hóa số lượng chỗ để
8
xe do xây dựng các tầng đối xứng. Các xe phải hoàn toàn tắt máy nên không ô
nhiễm khói bụi.
Nhược điểm: So với dạng tòa nhà hình trụ thì số lượng xe ít hơn, do chỉ có
một pallet đảm nhiệm lấy và cất nên không tối ưu về thời gian.
2.1.2.
Lựa chọn phương án
Qua phân tích ưu và nhược điểm các Giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động,
nhóm thực hiện luận văn đã chọn phương án theo các tiêu chí sau: Quỹ đất xây
dựng nơi các thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh không nhiều.
Phù hợp với kinh phí xây dựng các tòa nhà, cũng như cơ sở vật chất kỹ thuật
công nghệ. Do đó, nhóm luận văn đã lựa chọn và thực hiện đề tài “Thiết kế và
thi công mô hình bãi giữ xe ô tô tự động”, với cấu trúc dạng tòa nhà vuông.
Tuy nhiên, trong phạm vi thực hiện đề tài có những hạn chế về mặt cơ khí,
nên chỉ thiết kế một bên khung để xe, và dễ dàng phát triển hai khung để xe đối
xứng nhau.
Hình 2.5: Lựa chọn “Giải pháp bãi giữ xe ô tô tự động tòa nhà xếp tầng vuông”
9
