Đồ án thiết kế bãi đỗ xe tự động xoay vòng đứng

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC.
Lời Mở
đầu....................................................................................................
.......4
DANH SÁCH HÌNH ẢNH SỬ DỤNG TRONG ĐỒ
ÁN......................................
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BÃI ĐỖ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG..........9
1.1. Hiện trạng về hệ thống bãi đỗ xe tự động trên thế
giới……………….....…....9
1.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển của Bãi đỗ xe tự
động……....................10
1.2. Các loại hình bãi đỗ xe tự động trên thế giới..........................11
1.2.1. Đỗ xe tự động dùng thang máy (Car Lift Slide System)...11
1.2.2. Đỗ xe tự động dạng xếp hình (PIT Puzzle).......................12
1.2.4. Đỗ xe tự động hệ thống Cycle Parking.............................14
1.2.5.Đỗ xe tự động hệ thống xoay vòng ngang (Total Parking).
...................................................................................................15
1.2.6. Hệ thống bãi đỗ xe tự động dạng tháp xe (Sky Parking
System)......................................................................................16
1.2.7. Đỗ xe tự động hệ thống thang nâng di chuyển kết hợp với
Robot..........................................................................................17
1.3. Hiện trạng bãi đỗ xe tự động tại Việt Nam.............................18
1.3.1. Vấn đề cấp thiết về bãi đỗ xe tự động tại Việt Nam........18
1.3.2. Các hệ thống bãi đỗ xe tự động tại Việt Nam..................19

GVHD: TS. Phan Minh Tạo
1
SVTH: Lê Thanh Tùng


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG II: KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ MÔ HÌNH HỆ THỐNG
ĐỖ XE TỰ ĐỘNG Ở PHÒNG THÍ NGHIỆM BỘ MÔN TỰ ĐỘNG
HÓA. …...................23
2.1. Giới thiệu về mô hình.............................................................23
2.1.1. Phần kết cấu cơ khí..........................................................23
2.1.2. Phần điều khiển tự động..................................................23
2.2. Quy trình hoạt động của mô hình...........................................24
2.2.1. Mạch điện điều khiển của mô hình..................................24
2.2.2. Quy trình công nghệ của mô hình....................................25
2.3. Các thiết bị trong mô hình......................................................26
2.3.1. Thiết bị phần kết cấu cơ khí.............................................26
2.3.1.1. Hệ thống khung mô hình.........................................26
2.3.1.2. Hệ thống chuyền động............................................27
2.3.1.3. Hệ thống động lực...................................................29
2.3.2. Thiết bị phần điều khiển tự động.....................................30
2.3.2.1. Thiết bị phần Điện...................................................30
2.3.2.2. Cảm biến.................................................................32
2.2.2.3. Thiết bị Tự động hóa...............................................35
2.3.2.4. Các thiết bị phụ trợ.................................................39
2.4. Đánh giá tổng quan toàn bộ mô hình.....................................43
CHƯƠNG III: CẢI TẠO PHẦN CƠ KHÍ VÀ ĐIỆN CỦA MÔ HÌNH

HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG.......................................46
3.1. Các yêu cầu và đề xuất cải tạo mô hình bãi đỗ xe tự động.. .46
3.1.1. Các yêu cầu cải tạo mô hình............................................46
3.1.2. Các đề xuất cải tạo mô hình............................................47
3.2. Xây dựng sơ đồ công nghệ cho mô hình cải tạo.....................47
3.3. Cải tạo mô hình......................................................................51
3.3.1. Cải tạo phần cơ khí..........................................................51
3.3.2. Cải tạo kết cấu Pallet.......................................................52
GVHD: TS. Phan Minh Tạo
2
SVTH: Lê Thanh Tùng


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

3.3.2.1. Cải tạo Pallet theo yêu cầu đảm bảo thông số kỹ
thuật.............................................................................................53
3.3.2.2. Cải tạo theo yêu cầu an toàn...................................54
3.3.3. Cải tạo kết cấu hành lang hỗ trợ xe vào-ra.....................56
3.3.4. Cải tạo, xây dựng các dịch vụ an toàn.............................56
3.4. Cải tạo và tính chọn lại các thiết bị trong mô hình.................59
3.4.1. Tính chọn lại thiết bị bảo vệ nguồn- Áp tô mát................59
3.4.2. Tính chọn bộ chuyển nguồn 220-24VDC..........................60
3.4.3. Cải tạo lại vị trí lắp đặt của các thiết bị điện trong tủ điện
điều khiển...................................................................................61
3.4.4. Cải tạo lại các cảm biến...................................................65
3.5. Sơ đồ đấu nối và các tín hiệu của hệ thống...........................66
CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TỰ ĐỘNG MÔ HÌNH.

.....................................................................................67
4.1. Yêu cầu bài toán tự động hóa mô hình Bãi đỗ xe...................67
4.2. Quy trình công nghệ và lưu đồ điều khiển của mô hình.........67
4.2.1. Quy trình công nghệ và lưu đồ thuật toán điều khiển chính
của mô hình...............................................................................67
4.2.2. Quy trình công nghệ và lưu đồ công nghệ điều khiển bằng
tay..............................................................................................68
4.2.2. Điều khiển qua màn hình HMI và WinCC..........................72
4.3. Xây dựng chương trình...........................................................77
LỜI
KẾT...................................................................................................
.............105
PHỤ
LỤC...................................................................................................
............107

GVHD: TS. Phan Minh Tạo
3
SVTH: Lê Thanh Tùng


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

CÁC TÀI LIỆU THAM
KHẢO...........................................................................113

LỜI MỞ ĐẦU
Kinh tế ngày một lớn mạnh, xã hội ngày một phát triển kèm

theo đó là nhu cầu nâng cao chất lượng đời sống được tăng cao.
Phương tiện đi lại ngày càng nhiều, nhất là xe ô tô ở các nước phát
triển, nhưng diện tích xây dựng các bãi đỗ xe lại ít. Ở Việt Nam,
cũng như nhiều nước trên thế giới, cùng với sự phát triển mạnh về

GVHD: TS. Phan Minh Tạo
4
SVTH: Lê Thanh Tùng


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

kinh tế, sự đô thị hóa, đời sống nhân dân được nâng cao nên các
công trình, tòa nhà văn phòng, trung tâm mua sắm, khu vui chơi
giải trí, siêu thị… ngày càng nhiều. Nhu cầu gửi xe ô tô là không
nhỏ. Tuy nhiên, hiện tại quỹ đất của các thành phố ở Việt Nam
dành cho việc xây dựng các bãi đỗ xe là có hạn. Nhiều chủ phương
tiện không có nơi đỗ xe đành đỗ xe trên các con đường gây tình
trạng tắc nghẽn giao thông.Vì vậy, cần có những công trình vừa
đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của con người vừa giải quyết được nơi
đỗ xe cho họ. Trước tình hình đó các nhà lãnh đạo đang cố gắng
tìm ra nhiều phương án giải quyết. Và bãi đỗ xe ô tô tự động là
phương án khả thi nhất giải quyết vấn đề đó.
Nắm bắt được tình hình đó, bộ môn Tự Động Hóa thuộc Khoa Cơ
Điện trường Đại học Mỏ- Địa Chất Hà Nội đã đề xuất đề tài Đồ án
“Cải tạo mô hình hệ thống đỗ xe ô tô tự động” làm luận văn tốt
nghiệp đại học cho sinh viên.
Trong quá trình thực hiện đề tài mặc dù gặp nhiều khó khăn, vất

vả về mặt kiến thức và tài liệu. Đặc biệt, vì đây là đề tài mới nên
việc tra cứu tài liệu tương đối khó khăn. Tuy nhiên, em được sự
giúp đỡ chỉ dạy nhiều từ thầy cô giảng viên, đặc biệt là TS. Phan
Minh Tạo- thầy đã trực tiếp hướng dẫn em nghiên cứu đề tài này
đã giúp đỡ em rất nhiều. Dù mô hình chưa thực sự hoàn thiện,
nhưng cá nhân em tin rằng nếu được triển khai một cách cụ thể thì
đề tài này sẽ phát triển hơn và hy vọng một tương lai không xa em
sẽ hoàn thiện được thiết kế và chế tạo cho hệ thống bãi đỗ xe tự
động.
Em xin chân thành cảm ơn!

GVHD: TS. Phan Minh Tạo
5
SVTH: Lê Thanh Tùng


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

DANH SÁCH HÌNH ẢNH SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN.
Hình 1.1: Hệ thống bãi đỗ xe đôi tại bang FloridaMỹ……....................................…1
Hình 1.2: Hệ thống bãi đỗ xe dạng Torpark ở WoftburgĐức...................................
Hình 1.3: Hệ thống bãi đỗ xe dạng Car Lif ở Michigan Theater Mỹ
Hình 1.4: Hệ thống bãi đỗ xe dạng xếp hình ở số 1111 Lihncon,
Miami, Mỹ.
Hình 1.5: Hệ thống bãi đỗ xedang xoay vòng đứng Parking
Carousel ở Tokyo.
Hình 1.6: Bãi đỗ xe dạng Cycle Parking ở Engelenschanze,
Stuttgart, Đức.

Hình 1.7: Bãi đỗ xe dạng xoay vòng ngang ở Yongin, Hàn Quốc.
Hình 1.8: Hệ thống đỗ xe dạng tháp ở Parc de Celestin, Paris, Pháp.
Hình 1.9: Bãi đỗ xe Aarhus dạng bãi đỗ xe có sự hỗ trợ của Robot ở
Dubai, UAE.
Hình 1.10: Hình ảnh bãi đỗ xe tự động dạng xoay vòng đứng ở 68
Lê Văn Lương
Hình 1.11. Hình ảnh bãi đỗ xe Sunlanding, đường Trần Nhật Duật.
Hình 2.1: Hình ảnh mô hình bãi đỗ xe tự động ở Phòng thí nghiệm
Tự động hóa.
Hình 2.2: Mạch điện điều khiển của mô hình ban đầu.
Hình 2.3. Hình ảnh khung mô hình hệ thống bãi đỗ xe tự động.
Hình 2.4. Hình ảnh khung mô hình hệ thống bãi đỗ xe tự động.
Hình 2.5. Hình ảnh của Pallet.
Hình 2.6. Hình ảnh bô chuyển đổi nguồn 220- 24VDC Seneca.
Hình 2.7. Hình ảnh Áp-tô-mát loại nhỏ LS/MCB-BKN.
Hình 2.8. Hình ảnh cảm biến quang Ormron ZN-128EP.
Hình 2.9. Cảm biến từ ROKO SN04-N NPN.

GVHD: TS. Phan Minh Tạo
6
SVTH: Lê Thanh Tùng


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.10. Hình ảnh Relay trung gian 14 chân Ormron MY4N-J và
đế của Relay.
Hình 2.11. Hình ảnh của PLC Siemens S7-1200.

Hình 2.12. Hình ảnh đấu chân của một PLC.
Hình 2.13. Hình ảnh nút bấm APT LA39.
Hình 2.14. Hình ảnh nút nhấn dừng khẩn CHINT.
Hình 2.15. Hình ảnh đèn báo hiệu ATP.
Hình 2.16. Hình ảnh của thanh nhôm gá thiết bị điện.
Hình 2.17. Hình ảnh máng cáp điện nhựa SINO SP35/40- GA35-3.
Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ của mô hình Bãi đỗ xe sau cải tạo.
Hình 3.2. Mạch lực của mô hình.
Hình 3.2. Kích thước của cơ cấu khung mô hình sau quá trình cải
tạo.
Hình 3.3. Hình ảnh và thông số của Pallet sau khi cải tạo.
Hình 3.4. Hình ảnh Pallet sau cải tạo (thêm rãnh bánh xe).
Hình 3.6. Vị trí lắp đặt của hệ thống an toàn sử dụng cảm biến
hồng ngoại.
Hình 3.7. Hình ảnh tổng quan của mô hình sau quá trình cải tạo.
Hình 3.7. Hình ảnh Áp tô mát chống giật Mitsubishi NV125-SV.
Hình 3.8. Hình ảnh của Bộ chuyển đổi 220-12VDC.
Hình 3.9. Hình ảnh thiết bị trong tủ điện điều khiển mô hình.
Hình 3.10. Bản vẽ tủ điện điều khiển mô hình.
Hình 3.11. Bản vẽ mạch điều khiển của mô hình.
Hình 3.12. Bản vẽ mạch điều khiển cùng I/O của PLC.
Hình 4.1. Lưu đồ điều khiển chương trình chính của mô hình.
Hình 4.2. Lưu đồ thuật toán vận hành bằng tay để kiểm tra trạng
thái thiết bị.
Hình 4.3. Lưu đồ thuật toán điều khiển vận hành bằng tay.
Hình 4.4. Lưu đồ thuật toán điều khiển tự động qua HMI và WinCC.
Hình 4.5. Lưu đồ thuật toán chương trình tự động cho xe vào.

GVHD: TS. Phan Minh Tạo
7

SVTH: Lê Thanh Tùng


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

Hình 4.6. Lưu đồ thuật toán điều khiển quá trình lấy xe ra.
Hình 4.7. Trạng thái cảm biến trong từng quá trình gửi xe và lấy
xe.
Hình 4.8. Lưu đồ thuật toán điều khiển động cơ quay thuận nghịch.
Hình 4.9. Lưu đồ thuật toán điều khiển chương trình con chọn
Pallet trống.
Hình 4.10. Các địa chỉ tín hiệu I/O của đèn báo.
Hình 4.11. Các địa chỉ tín hiệu I/O của chương trình chính.
Hình 4.12. Các địa chỉ tín hiệu I/O trong chương trình quay động
cơ.
Hình 4.13. Các địa chỉ tín hiệu I/O của chương trình xác định tham
số trạng thái Pallet.
Hình 4.14. Các địa chỉ tín hiệu I/O của chương trình đưa về gốc.
Hình 4.15. Các địa chỉ tín hiệu I/O của chương trình địa chỉ trạng
thái hoạt động.
Hình 4.16. Các địa chỉ tín hiệu I/O của chương trình xác định tín
hiệu vào.
Hình 4.18. Giao diện điều khien HMI.
Hình 4.17. Kết nối PLCS7-1214 AC/DC/RLY và HMI.

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN.
Bảng 2.1. Bảng thông số kỹ thuật bộ chuyển đổi nguồn 220-24V.
Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật của MCCB LS/MCB-BKN.

Bảng 2.3: Bảng thông số kỹ thuật cảm biến quang Ormron ZN128EP.
Bảng 2.4: Bảng thông số kỹ thuật của cảm biến từ ROKO SN04-N
NPN.
Bảng 2.5: Bảng thông số kỹ thuật của Relay trung gian Ormron.
Bảng 2.6: Bảng hông số kỹ thuật của PLC Siemens S7-1200.
Bảng 2.7: Thông số kỹ thuật của nút bấm ATP LA39.
Bảng 2.8: Bảng thông số kỹ thuật của nút bấm dừng khẩn.

GVHD: TS. Phan Minh Tạo
8
SVTH: Lê Thanh Tùng