GIỚI THIỆU TỔNG QUAN HỆ THỐNG
Đặt vấn đề
Trong bối cảnh phát triển kinh tế xã hội nhanh chóng ở Việt Nam, số lượng phương tiện giao thông cá nhân đã gia tăng đáng kể, dẫn đến nhu cầu về diện tích đất cho bãi đỗ xe cũng tăng theo Tuy nhiên, tại các thành phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng và Cần Thơ, việc đáp ứng nhu cầu này ngày càng trở nên khó khăn do giá đất tăng nhanh và sự thiếu hụt đất cho các mục đích quan trọng khác.
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)
Để giải quyết vấn đề chỗ đỗ xe trong đô thị, nhiều quốc gia như Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ, Singapore, Trung Quốc, Mỹ và các nước Châu Âu đã áp dụng hệ thống nhà đỗ xe nhiều tầng tự động Tại đây, nhiều công ty chuyên cung cấp bãi đỗ ô tô, trong đó hệ thống đỗ xe tự động được sử dụng phổ biến Các nhà sản xuất hệ thống đỗ xe tự động không trực tiếp kinh doanh bãi đỗ mà chỉ cung cấp và lắp đặt thiết bị cho nhà đầu tư Bên cạnh đó, còn có các công ty sản xuất thiết bị phụ trợ như hệ thống lấy vé tự động và trả tiền tự động.
Bãi đỗ xe tự động mang lại nhiều lợi ích vượt trội so với bãi đỗ xe truyền thống, không chỉ ở sự nhanh chóng và tiện lợi Với hệ thống này, bạn hoàn toàn yên tâm về việc bảo vệ chiếc xe của mình khỏi các va chạm, xô xát hay trầy xước, vì khu vực đỗ xe được cách ly hoàn toàn với môi trường bên ngoài.
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN HỆ THỐNG NHÀ GIỮ XE THÔNG MINH
Hệ thống đỗ xe tự động là thiết bị kỹ thuật cao kết hợp nguyên lý của thang máy, hệ thống xếp dỡ tự động và kho tự động, chuyên dụng cho ôtô với độ chính xác cao Xe được lưu giữ trong các ô (Block parkings) dưới mặt đất hoặc trên cao, sử dụng thiết bị nâng chuyển với khả năng di chuyển theo phương ngang, đứng và xoay Hoạt động của các máy nâng chuyển được điều khiển bởi máy tính, quản lý số lượng xe gửi, chỗ trống và trạng thái tại các ô lưu trữ.
Mục tiêu
Ứng dụng các tính năng vượt trội của PLC và thiết bị tự động như cảm biến, công tắc hành trình, rơ le trung gian và động cơ, mô hình bãi giữ xe ô tô tự động được phát triển với khả năng tự động cất và trả xe Đặc biệt, nhóm còn sử dụng phần mềm Wincc để giám sát toàn bộ hệ thống, đảm bảo hiệu quả và tính chính xác trong quá trình vận hành.
Nội dung nghiên cứu
Trong đề tài này, nhóm sẽ tiến hành nghiên cứu các nội dung như sau:
• NỘI DUNG 1: Thu thập dữ liệu về nhu cầu sử dụng xe ô tô cá nhân và các bãi giữ xe hiện nay
• NỘI DUNG 2: Tìm hiểu ưu và nhược điểm của một số bãi giữ xe ô tô đang được áp dụng hiện nay
• NỘI DUNG 3: Nghiên cứu, xây dựng thuật toán điều khiển hệ thống bãi giữ xe ô tô tự động
• NỘI DUNG 4: Thiết kế và thi công mô hình
• NỘI DUNG 5: Đánh giá kết quả thực hiện.
Giới hạn
Vì một số điều kiện khách quan cũng như chủ quan nên đề tài này sẽ có một số giới hạn như sau:
• Chỉ có 8 vị trí cất xe
• Vì tự làm phần cơ khí nên mô hình không được hoàn hảo
• Hệ thống có thể tính chi phí giữ xe, còn việc thu phí phải cần nhân viên thực hiện hoặc quẹt thẻ
• Kích thước mô hình nhỏ gọn: chiều cao chiều rộng và chiều dài
• Vì không thiết kế cố định xe nên nhóm chỉ dùng hộp để mô phỏng xe
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN HỆ THỐNG NHÀ GIỮ XE THÔNG MINH
Bố cục
Đề tài được trình bày trong 6 chương
• Chương 1: Giới thiệu tổng quan hệ thống nhà giữ xe thông minh
• Chương 2: Các phương án bãi đỗ xe
• Chương 3: Cơ sở lý thuyết
• Chương 5: Vận hành hệ thống
• Chương 6: kết luật và hướng phát triển
Chương 1 của bài viết giới thiệu tổng quan về hệ thống nhà giữ xe thông minh, nêu rõ lý do chọn đề tài và mục tiêu nghiên cứu Bài viết sẽ trình bày nội dung nghiên cứu, xác định một số giới hạn và cấu trúc của đề tài nhằm cung cấp cái nhìn tổng quát về sự phát triển và ứng dụng của công nghệ trong quản lý bãi đỗ xe.
• Chương 2: Các phương án bãi đỗ xe
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ trình bày và phân tích những ưu nhược điểm của các phương án bãi đỗ xe ô tô hiện có trên thị trường Qua đó, chúng tôi sẽ lựa chọn phương án phù hợp nhất cho đề tài nghiên cứu Việc đánh giá các phương án sẽ giúp xác định giải pháp tối ưu, đảm bảo hiệu quả sử dụng không gian và đáp ứng nhu cầu của người sử dụng.
• Chương 3: Cơ sở lý thuyết
Giới thiệu một số lý thuyết liên quan và những phần cứng cần sử dụng cho đề tài, một số lệnh cơ bản của PLC
Xây dựng sơ đồ khối, trình bày nguyên lý hoạt động của hệ thống Thiết kế khung, tủ điện, sơ đồ đi dây của đề tài
• Chương 5: Vận hành hệ thống
Trình bày các bước thi công mô hình hoàn chỉnh từ phần cứng đến phần mềm
• Chương 6: kết luật và hướng phát triển
Trình bày những ưu nhược điểm của toàn bộ hệ thống Từ đó đưa ra kết luận và hướng phát triển cho đề tài.
CÁC PHƯƠNG ÁN BÃI ĐỖ XE
Phân tích các phương án bãi đỗ xe
Với sự phát triển của nhu cầu xã hội, các phương án bãi đỗ ô tô ngày càng trở nên đa dạng Bài viết này sẽ trình bày các đặc điểm, ưu điểm và nhược điểm của một số phương án phổ biến, từ đó giúp lựa chọn phương án phù hợp cho đề tài.
Các phương án bãi đỗ xe tự động hiện nay
2.2.1 Phương án đỗ xe tự động kiểu thang máy
Phương án đỗ xe tự động sử dụng thang máy cho phép lái xe đưa xe vào buồng thang máy Sau đó, thang máy sẽ nâng xe lên tầng đỗ, và lái xe chỉ cần lấy xe ra khỏi thang máy để đỗ vào vị trí đã được chỉ định.
Hình 2.2.1 Phương án đỗ xe tự động kiểu thang máy Đặc điểm đỗ xe tự động kiểu thang máy:
Tiết kiệm diện tích di chuyển nội bộ của xe khi di chuyển giữa các tầng trong bãi đỗ xe, nhưng vẫn cần diện tích cho việc di chuyển của 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
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG ÁN BÃI ĐỖ XE
2.2.2 Phương án đỗ xe tự động kiểu xếp hình
Hình 2.2.2 Phương án hệ thống đỗ xe tự động dạng xếp hình
Phương án đỗ xe tự động dạng xếp hình là giải pháp kỹ thuật hiệu quả, sử dụng các bàn nâng chuyển (pallet) để di chuyển và sắp xếp xe Hệ thống này cho phép nâng hạ và di chuyển ngang xe, giúp tối ưu hóa quá trình lấy xe ra nhanh chóng Với khả năng lắp đặt tối đa 5 tầng, giải pháp này rất phù hợp cho các diện tích nhỏ và trung, cả trên mặt đất lẫn dưới lòng đất.
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 diện tích mặt bằng, có thể lắp đặt tối đa các tầng để tối ưu hóa diện tích đỗ xe Việc sắp xếp có thể thực hiện theo chiều ngang hoặc chiều dài, tùy theo điều kiện thực tế của không gian.
• Luôn luôn phải thiết kế chừa 1 cột trống để xếp hình (tức 1 vị trí trống cho mỗi tầng)
2.2.3 Phương án đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG ÁN BÃI ĐỖ XE
Hình 2.2.3 Phương án đỗ xe tự động xoay vòng kiểu đứng
Phương án này áp dụng nguyên lý xoay vòng để luân chuyển các vị trí đỗ xe, với việc di chuyển chỗ đỗ nhờ vào cơ cấu nhông xích lớn Hệ thống được vận hành bởi động cơ điện giảm tốc hoặc động cơ thủy lực, kết hợp với tủ điện điều khiển để đảm bảo hoạt động hiệu quả.
Những đặc điểm nổi bật của hệ thống này gồm:
• Hệ thống đỗ xe tự động lắp ngầm dưới mặt đất, phù hợp cho mặt bằng nhỏ hẹp
• Cơ động, tiết kiệm diện tích
• Có thể xoay thuận chiều hoặc ngược chiều kim đồng hồ (hoặc 1 chiều)
• 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
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG ÁN BÃI ĐỖ XE
2.2.4 Phương án đỗ xe tự động kiểu Cycle Parking
Hình 2.2.4 Phương án đỗ xe tự động kiểu Cycle Parking
Những đặc điểm nổi bật của hệ thống này gồm:
• Hệ thống đỗ xe tự động lắp ngầm dưới mặt đất, phù hợp cho mặt bằng nhỏ hẹp
• 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
2.2.5 Phương án đỗ xe tự động kiểu thang nâng di chuyển
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG ÁN BÃI ĐỖ XE
Hệ thống đỗ xe tự động kiểu thang nâng di chuyển sử dụng nguyên lý cần trục xếp dỡ, cho phép di chuyển xe theo chiều lên xuống và ngang để đưa vào vị trí đỗ Thiết kế này mang lại thời gian lấy xe nhanh chóng và tận dụng hiệu quả diện tích ngầm dưới lòng đất của tòa nhà, phù hợp với các khu vực đỗ xe có diện tích trung và lớn.
Những đặc điểm nổi bật của hệ thống này gồm:
• Điều khiển đơn giản với màn hình cảm ứng
• Hệ thống lắp ngầm hoặc nổi
Hệ thống cơ khí tích hợp chức năng nâng hạ và di chuyển thường gặp vấn đề hỏng hóc nhanh chóng, dẫn đến việc cần đầu tư chi phí bảo trì và thay thế thường xuyên Thời gian lấy xe ra cũng kéo dài do phải xử lý từng lệnh ra vào một cách riêng biệt.
• Hệ thống đỗ xe tự động này thích hợp với bãi xe từ 100 – 500 xe
2.2.6 Phương án đỗ xe tự động kiểu xoay vòng trục đứng
Hình 2.2.6 Phương án đỗ xe tự động kiểu xoay vòng trục đứng
Hệ thống đỗ xe tự động dạng xoay vòng trục đứng là giải pháp hiệu quả cho các diện tích nhỏ và trung, giúp tối ưu hóa không gian Trong hệ thống này, xe được đặt trên các bàn nâng (pallet) và di chuyển xoay quanh một trục cố định, có khả năng đảo chiều Đặc biệt, hệ thống được lập trình thông minh để lựa chọn phương thức di chuyển xe, đảm bảo lấy xe ra một cách nhanh chóng và thuận tiện.
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
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG ÁN BÃI ĐỖ XE
Ưu điểm của hệ thống bãi đỗ xe tự động
Hệ thống giữ xe tự động tiết kiệm diện tích hiệu quả bằng cách tận dụng chiều cao của không gian Bằng cách lưu giữ xe ở độ cao nhất định so với mặt đất, số lượng xe mà trạm giữ xe tự động có thể chứa gấp hàng chục lần so với bãi giữ ô tô truyền thống.
Bãi giữ xe tự động giúp tiết kiệm thời gian cho khách hàng bằng cách loại bỏ nỗi lo tìm chỗ đậu xe trong các bãi xe thông thường, đặc biệt là vào giờ cao điểm Khách hàng chỉ cần đưa ôtô vào trạm đầu và nhập liệu, sau đó có thể yên tâm rời khỏi xe để thực hiện các công việc khác mà không cần quan tâm đến vị trí đậu xe, vì hệ thống sẽ tự động quản lý công việc này.
Tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng là điều quan trọng, giúp giảm thiểu nhiên liệu tiêu thụ cho việc di chuyển và tìm kiếm chỗ đỗ xe Hệ thống quản lý năng lượng hoạt động thông qua máy tính, cho phép tối ưu hóa hiệu suất sử dụng năng lượng một cách hiệu quả.
Hệ thống hoạt động hoàn toàn bằng điện năng, giúp loại bỏ khí thải trong quá trình vận hành và giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn Tất cả các động cơ đều sử dụng động cơ điện, đảm bảo không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường.
Hệ thống hoàn toàn tự động giúp tránh va chạm giữa các phương tiện, đảm bảo không gây hư hại cho xe gửi.
Hệ thống này có chi phí hoạt động thấp nhờ không cần nhân viên trông xe hay bán vé, chỉ cần một vài người giám sát và điều khiển Tất cả hoạt động được quản lý thông qua màn hình máy tính theo dõi từ xa, giúp tối ưu hóa quy trình và giảm thiểu nhân lực cần thiết.
• Dễ dàng bảo trì và sữa chữa: Do hệ thống cấu tạo từng phần độc lập với nhau về mặt cơ khí
Xe có tính an toàn cao nhờ vào việc trang bị các thiết bị cảm biến và hệ thống giám sát bằng camera, giúp giảm thiểu khả năng bị lấy cắp và phá hoại.
Nhược điểm của các hệ thống bãi đỗ xe tự động
Hệ thống giữ xe tự động mang lại nhiều ưu điểm nổi bật, nhưng cũng không tránh khỏi một số nhược điểm cần được chú ý Để tối ưu hóa hiệu quả của mô hình này, việc nhận diện và khắc phục các hạn chế là rất quan trọng Một số nhược điểm của hệ thống giữ xe tự động cần được xem xét để đưa ra giải pháp khắc phục hiệu quả nhất.
Khi xem xét thời gian lấy xe, thời gian này phụ thuộc vào từng loại hệ thống Đối với hệ thống 100 xe thông thường, thời gian lấy xe dao động từ 0,5 phút đến gần 2 phút, với trung bình là 1,5 phút mỗi xe Tại các công trình như nhà ở, siêu thị hay bãi xe công cộng, người dùng thường không gửi hoặc lấy xe cùng một thời điểm, do đó thời gian 1,5 phút mỗi xe không phải là vấn đề, thậm chí còn nhanh hơn bãi xe tự lái Tuy nhiên, tại các công trình văn phòng, rạp hát hay hội nghị, tình trạng đông đúc khi mọi người đến gửi xe trong khoảng thời gian ngắn có thể tạo ra áp lực lên hệ thống.
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG ÁN BÃI ĐỖ XE 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
Khi xảy ra sự cố mất điện, bãi xe thông thường cho phép xe ra khỏi bãi, nhưng với hệ thống bãi xe tự động, không xe nào có thể rời khỏi hệ thống Do đó, việc trang bị máy phát điện riêng cho hệ thống là cần thiết để đảm bảo hoạt động liên tục.
Để đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy cho nhà cao tầng và tầng hầm, ngoài việc tuân thủ các tiêu chuẩn xây dựng chung, cần thiết phải lắp đặt hệ thống điều khiển báo và chữa cháy tự động riêng biệt 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.
Phương án lựa chọn
Sau khi phân tích, nhóm đã chọn phương án bãi đỗ xe tự động kiểu thang nâng di chuyển dựa trên các tiêu chí tiết kiệm diện tích, hiệu quả kinh tế theo thời gian và tính tự động cao.
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Sơ đồ điều khiển
• Sơ đồ khối gồm 3 phần chính:
Hình 3.1.1 Sơ đồ khối đầu điều khiển
Khối đầu vào
Cảm biến là thiết bị điện tử có khả năng nhận diện các trạng thái hoặc quá trình vật lý và hóa học trong môi trường khảo sát, sau đó chuyển đổi chúng thành tín hiệu điện để thu thập thông tin Các tín hiệu mà cảm biến cung cấp chủ yếu được chia thành hai loại: tín hiệu số (digital) và tín hiệu tương tự (analog).
Hình 3.2.1 (1) Cảm biến tiện cận PNP 5V 3-50cm
Khối đầu vào Khối xử lý, giám sát và điều khiển
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Cảm biến dạng số được chia thành hai loại chính: NPN và PNP Mỗi loại cảm biến yêu cầu phương pháp kết nối mạch điện riêng biệt để đảm bảo hoạt động hiệu quả của hệ thống.
Hình 3.2.1 (2) Sơ đồ nguyên lý của cảm biến NPN
Hình 3.2.1 (3) Sơ đồ nguyên lý của cảm biến PNP
3.2.1.2 Sự khác nhau của tín hiệu NPN và PNP
• Tín hiệu NPN được hiểu là tải được nối giữa 1 cực là dương nguồn với 1 cực là đầu ra của cảm biến
• Tín hiệu PNP được hiểu là tải được nối giữa 1 đầu ra của cảm biến và 1 cực âm nguồn
3.2.1.3 Cách phân biệt tín hiệu cảm biến NPN và PNP
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 3.2.1.3 Sơ đồ nguyên lý của cảm biến NPN và PNP
Hình ảnh trên cho thấy sự khác biệt giữa PNP và NPN, với các nét đứt biểu thị tải Tải sử dụng cho tiếp điểm PNP và NPN chủ yếu là điện trở và cuộn dây Thực tế, hai tiếp điểm này thường được dùng để kích hoạt đầu vào PLC hoặc nguồn của rơ le trung gian, trong đó đầu vào PLC thường là điện trở, còn rơ le trung gian là cuộn dây.
Khi được kích hoạt, điểm PNP sẽ có điện áp dương, cho phép tải nhận nguồn dương từ PNP, trong khi nguồn âm sẽ được kết nối với nguồn.
Khi tiếp điểm NPN được kích hoạt, nó sẽ có điện áp 0V, dẫn đến việc chân dương của tải kết nối với nguồn, trong khi chân âm của tải sẽ được nối với tiếp điểm NPN.
• Trong một số trường hợp, bắt buộc phải sử dụng tiếp điểm ngõ ra NPN vì tính an toàn mà nó mang lại
3.2.1.4 Khi nào sử dụng tiếp điểm NPN
• Tiếp điểm ngõ ra NPN sẽ bắt buộc phải sử dụng khi nó là tín hiệu trong môi trường chống cháy nổ với các chứng chỉ Atex Zone 0 hoặc 1
Trong môi trường chống cháy nổ, các tiếp điểm thường không mang điện tích dương để giảm nguy cơ cháy nổ Do đó, việc sử dụng tiếp điểm ngõ ra dạng NPN, tức là không có điện áp trên tiếp điểm, giúp hạn chế tối đa khả năng xảy ra sự cố cháy nổ.
3.2.1.5 Đấu dây cảm biến với PLC
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 3.2.1.5 (1) Cách đấu dây cảm biến NPN với PLC
Hình 3.2.1.5 (2) Cách đấu dây cảm biến PNP với PLC
Hình 3.2.2 Hình ảnh nút nhấn
Nút nhấn, hay còn gọi là nút ấn, là một thiết bị quan trọng được sử dụng để điều khiển từ xa việc đóng ngắt các thiết bị điện, máy móc, hoặc quản lý một số quá trình trong hệ thống điều khiển.
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Nút nhấn, thường được lắp đặt trên bảng điều khiển, tủ điện hoặc hộp nút nhấn, là thiết bị quan trọng trong việc điều khiển mạch điện Khi sử dụng nút nhấn, cần thao tác dứt khoát để đảm bảo việc mở hoặc đóng mạch điện diễn ra chính xác.
Nút nhấn thường được làm từ nhựa hoặc kim loại, với hình dạng được thiết kế để phù hợp với ngón tay hoặc bàn tay, giúp người dùng dễ dàng sử dụng Thiết kế của nút ấn phụ thuộc vào sở thích cá nhân, mang lại sự tiện lợi và thoải mái cho người sử dụng.
• Nút nhấn được thiết kế và sản xuất theo tiêu chuẩn cao, có kiểu dáng đẹp, kết cấu chất lượng, chắc chắn, dễ dàng lắp đặt và thay thế
Nút nhấn được cấu tạo từ hệ thống lò xo, các tiếp điểm thường hở và thường đóng, cùng với vỏ bảo vệ Khi người dùng tác động vào nút nhấn, các tiếp điểm sẽ thay đổi trạng thái, và khi không còn tác động, chúng sẽ trở về trạng thái ban đầu.
Nút nhấn bao gồm ba phần chính: bộ truyền động, các tiếp điểm cố định và các rãnh Bộ truyền động đi qua toàn bộ công tắc và kết nối với một xy lanh mỏng ở phía dưới, nơi có tiếp điểm động và lò xo bên trong Khi nhấn nút, tiếp điểm động sẽ chạm vào các tiếp điểm tĩnh, dẫn đến sự thay đổi trạng thái của chúng Trong một số trường hợp, người dùng cần giữ nút hoặc nhấn liên tục để thiết bị hoạt động, trong khi với các nút nhấn khác, chốt sẽ giữ nút bật cho đến khi người dùng nhấn nút lần nữa.
Khối xử lý, giám sát và điều khiển
Bộ điều khiển logic khả trình PLC S7-1200 cung cấp tính linh hoạt và sức mạnh vượt trội trong việc điều khiển nhiều thiết bị khác nhau, đáp ứng nhu cầu điều khiển tự động Với thiết kế gọn nhẹ, cấu hình linh hoạt và tập lệnh mạnh mẽ, S7-1200 trở thành giải pháp lý tưởng cho nhiều ứng dụng đa dạng.
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Bằng cách kết hợp bộ vi xử lý, nguồn tích hợp và các mạch ngõ vào, ngõ ra trong một thiết kế gọn nhẹ, CPU của S7-1200 đã tạo ra một PLC mạnh mẽ Sau khi tải xuống chương trình, CPU sẽ lưu trữ mạch logic cần thiết để giám sát và điều khiển thiết bị trong ứng dụng Nó giám sát các ngõ vào và điều chỉnh ngõ ra theo logic của chương trình, thực hiện các hoạt động như logic Boolean, đếm, định thì, các phép toán phức tạp và giao tiếp với các thiết bị thông minh khác.
3.3.1.2 Cấu tạo chung của PLC
Hình 3.3.1.2 Cấu tạo chung của PLC
Cấu tạo của một PLC cơ bản bao gồm các khối sau:
• Khối nguồn: là nơi cung cấp năng lượng cho toàn bộ quá trình hoạt động của PLC
• Khối đầu vào: tiếp nhận các tín hiệu điện ở đầu vào và đưa tín hiệu đến bộ xử lý trung tâm
• Khối đầu ra: nhận tín hiệu ở bộ xử lý trung tâm và phát tín hiệu điện điều khiển các thiết bị ở đầu ra PLC
Khối xử lý trung tâm được coi là bộ não của PLC, nơi tiếp nhận tín hiệu từ khối đầu vào, thực hiện các phép tính và xử lý, sau đó gửi tín hiệu đến khối đầu ra.
• Khối bộ nhớ: là nơi lưu trữ chương trình và dữ liệu
• 5 Ngoài ra các khối vào/ra luôn được cách ly với khối xử lý trung tâm nhờ các opto nhằm mục đích bảo vệ
3.3.1.3 Các loại CPU cơ bản của PLC s7-1200
Các loại CPU đa dạng mang đến nhiều tính năng và dung lượng, giúp người dùng phát triển các giải pháp hiệu quả cho nhiều ứng dụng khác nhau.
Chức năng CPU 1211C CPU 1212C CPU 1214C
Kích thước vật lý (mm) 90 x 100 x 75 90 x 100 x 75 110 x 100 x 75
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2 KB I/O tích hợp cục bộ
Bộ nhớ bit (M) 4096 byte 4096 byte 8192 byte Độ mở rộng các tín hiệu Không 2 8
Các bộ đếm tốc độ cao
Profinet 1 cổng truyền thông Ethernet
Tốc độ thực thi tính toán thực
Tốc độ thực thi Boolean 1 às/lệnh
Bảng 3.3.1.3 Một số loại PLC
Các module mở rộng tín hiệu vào/ra được lắp đặt trực tiếp bên phải CPU, mang lại sự linh hoạt cho hệ thống S7-1200 với nhiều loại module tín hiệu vào/ra số và analog Đặc biệt, tính đa dạng của các module này sẽ tiếp tục được phát triển trong tương lai.
Module truyền thông của CPU S7-1200 không chỉ bao gồm truyền thông ethernet tích hợp sẵn mà còn cho phép mở rộng với 3 module truyền thông khác nhau, mang đến sự linh hoạt trong kết nối Khi S7-200 được ra mắt, các module RS232 và RS485 đã được giới thiệu, hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông như Modbus và USS.
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.3.1.4 Tổng quan hệ thống điều khiển tự động sử dụng PLC
Hình 3.3.1.4: Hệ thống điều khiển tự động sử dụng PLC
The automated control system consists of various devices, including sensors, buttons, contactors, relays, drivers, motors, controllers (PLC), and human-machine interfaces (HMI) These components are classified based on two main criteria.
• Dựa theo cấp độ điều khiển:
Nhóm thiết bị chấp hành bao gồm các thành phần quan trọng như đèn báo, relay, contactor, động cơ, biến tần, van thủy khí, xi lanh thủy khí, hệ thống nhiệt, bộ step motor và bộ servo motor, tất cả đều đóng vai trò thiết yếu trong các ứng dụng tự động hóa và điều khiển.
+ Nhóm thiết bị điều khiển và xử lý tín hiệu (PLC, HMI)
Nhóm thiết bị ra lệnh và phản hồi bao gồm các thành phần như nút nhấn, switch, cảm biến phát hiện vật, cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ, cân điện tử, cảm biến lưu lượng và encoder Những thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập và xử lý thông tin, giúp tối ưu hóa quy trình tự động hóa và nâng cao hiệu quả hoạt động.
• Dựa theo dạng tín hiệu:
+ Dạng tín hiệu số (Digital)
+ Dạng tín hiệu tương tự (Analog)
+ Dạng tín hiệu xung (Pulse)
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 3.3.1.5: Nguyên lý hoạt động của PLC
Vùng đầu vào/ra vật lý của PLC, hay còn gọi là Physical Input/Output, là nơi tiếp nhận và xuất tín hiệu điện Các tín hiệu điện này được đưa vào đầu vào của PLC và được xuất ra từ đầu ra của PLC, đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển và giám sát hệ thống.
+ Input Process Image: là nơi lưu trữ dữ liệu tương ứng với các tín hiệu điện ngõ vào
- Chân đầu vào I0.0 của PLC có tín hiệu điện, thì Bit có địa chỉ %I0.0 trong vùng nhớ Process Image Input ở mức 1 (High hoặc True)
- Chân đầu vào I0.1 của PLC có tín hiệu điện, thì Bit có địa chỉ %I0.1 trong vùng nhớ Process Image Input ở mức 0 (Low hoặc False)
- Output Process Image: là nơi điều khiển tín hiệu điện ngõ ra từ dữ liệu mà người dùng đã xử lý
- Bit có địa chỉ %Q0.0 trong vùng nhớ Process Image Output ở mức 1 (High hoặc True) thì chân đầu ra Q0.0 sẽ có tín hiệu điện (tác động)
- Bit có địa chỉ %Q0.1 trong vùng nhớ Process Image Output ở mức 0 (Low hoặc False) thì chân đầu ra Q0.1 sẽ không có tín hiệu điện (không tác động)
Chu trình chương trình, hay còn gọi là vòng quét chương trình của PLC, là quá trình mà chương trình được đọc từ trên xuống dưới Mỗi lần đọc này được gọi là một vòng quét chương trình, hay chu kỳ chương trình.
• Data Block: Là khối dữ liệu giúp người lập trình có thể tạo quản lý và xử lý dữ liệu một cách dễ dàng hơn
• Memory (M): Là vùng nhớ nội bộ của PLC
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.3.1.6 Program cycle (vòng quét chương trình)
Vòng quét PLC là quá trình làm việc của PLC, trong đó thực hiện các nhiệm vụ quan trọng như ghi dữ liệu ra đầu ra, đọc dữ liệu từ đầu vào, thực thi chương trình người dùng, kiểm tra lỗi và thực hiện chương trình truyền thông.
Hình 3.3.1.6 Vòng quét của PLC START UP: PLC thực hiện các chương trình khởi tạo (Stop => Run)
1 Ghi dữ liệu vùng nhớ Q đến địa chỉ đầu ra vật lý
2 Copy trạng thái ở đầu vào vật lý và lưu dữ liệu vào vùng nhớ I
3 Thực thi chương trình (OB)
4 Kiểm tra lỗi nội bộ
5 Thực thi truyền thông trong mọi thời điểm của vòng quét PLC
3.3.1.7 Nguyên lý nối dây mạch đầu vào của PLC
• Đối với các thiết bị đầu vào dạng tiếp điểm (nút nhấn, switch, …)
• Có 2 kiểu đấu PLC kiểu Sink hay kiểu Source liên quan đến chiều đi của dòng điện vào/ra khỏi các chân Input/Output của thiết bị
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 3.3.1.7(1) Sơ đồ đấu PLC kiểu Sinking input
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 3.3.1.7(2) Sơ đồ đấu PLC kiểu Source input
3.3.1.8 Nguyên lý nối dây mạch đầu ra DC của PLC
Nguồn DC Out của PLC có khả năng cung cấp điện 24VDC từ chân L+ và M, mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng Tuy nhiên, trong thực tế, nguồn 24VDC bên ngoài thường được sử dụng vì công suất lớn hơn và đảm bảo an toàn hơn cho PLC Lưu ý rằng bạn cần phải kết nối tải với ngõ ra để tránh tình trạng nối trực tiếp ngõ ra xuống 0V Đối với ngõ ra DC, có thể áp dụng tần số đóng cắt cao cho một số ứng dụng điều khiển servo.
Hình 3.3.1.8 Sơ đồ đấu nối đầu ra DC của PLC Siemens S7-1200
3.3.1.9 Nguyên lý nối dây mạch đầu ra RLY của PLC
PLC đầu ra Rơ le rất đơn giản trong việc sử dụng, vì nó hỗ trợ nhiều dạng điện áp khác nhau và không phụ thuộc vào chiều dòng điện Điều này cho phép đóng cắt nhiều loại tải khác nhau, tùy thuộc vào điện áp cấp lên chân 1L và 2L của đầu ra Tín hiệu ngõ ra dạng relay hoạt động như một công tắc điện vật lý, cho phép điều khiển việc đóng cắt điện một cách hiệu quả.
AC và DC là hai loại dòng điện khác nhau Khi thực hiện đóng cắt, cần chú ý chỉ áp dụng cho thiết bị có dòng tải nhỏ Đối với các thiết bị sử dụng relay, tần số đóng cắt thường ở mức khá thấp.
Hình 3.3.1.8 Sơ đồ đấu nối đầu ra DC của PLC Siemens S7-1200
3.3.2.1 Giới thiệu về TIA Portal
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Khối đầu ra
3.4.1.1 Giới thiệu về động cơ bước
Động cơ bước (Step Motor) là một loại động cơ điện đặc biệt, hoạt động dựa trên nguyên lý khác biệt so với các động cơ điện thông thường Được thiết kế như một động cơ đồng bộ, động cơ bước chuyển đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng xung điện rời rạc thành chuyển động góc chính xác.
• quay hoặc các chuyển động của rôto có khả năng cố định roto vào các vị trí cần thiết
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 3.4.1.1 Hình ảnh động cơ bước
Động cơ bước là một loại động cơ cho phép điều chỉnh tần số góc quay Khi góc bước nhỏ, số bước trên mỗi vòng quay tăng lên, dẫn đến độ chính xác cao hơn trong việc xác định vị trí.
Các góc bước của động cơ có thể dao động từ 0,72 độ đến 90 độ, nhưng góc bước phổ biến nhất được sử dụng là 1,8 độ, 2,5 độ, 7,5 độ và 15 độ.
• Ví dụ: Một động cơ bước có góc 1,8 độ/ bước nếu quay hết 1 vòng khoảng 360 độ thì mất
Động cơ 200 bước, hay còn gọi là Full Step, là loại động cơ được ưa chuộng tại Việt Nam Số lượng bước quay càng nhiều sẽ giúp động cơ hoạt động êm hơn Việc sử dụng động cơ 200 step mang lại hiệu suất cao và ổn định trong các ứng dụng khác nhau.
3.4.1.2 Phân loại động cơ bước
Các loại động cơ bước được phân chia dựa theo các tiêu chí dưới đây:
• Phân loại dựa vào số pha của động cơ
+ Động cơ bước 2 pha sẽ tương ứng với 1 góc bước khoảng 1.8 độ
+ Động cơ Step 3 pha sẽ tương ứng với 1 góc bước là 1.2 độ
+ Động cơ Step 5 pha sẽ tương ứng với góc bước là 0.72 độ
• Phân loại động cơ bước dựa vào rotor
+ Động cơ bước có rotor được làm bằng dây quấn hoặc sử dụng nam châm vĩnh cửu
+ Động cơ bước thay đổi từ trở Đây là 1 loại động cơ có roto không được tác động nhưng lại có phần tử cảm ứng
• Phân loại tùy thuộc vào cực của động cơ
+ Động cơ bước đơn cực
+ Động cơ bước lưỡng cực
Khi so sánh động cơ đơn cực và lưỡng cực, động cơ lưỡng cực tạo ra mô-men xoắn cao hơn 30% so với động cơ đơn cực có cùng kích thước Tuy nhiên, động cơ lưỡng cực lại yêu cầu mạch điều khiển phức tạp hơn so với động cơ đơn cực.
3.4.1.3 Cấu tạo của động cơ bước gồm Rotor và stato
Rotor là một hệ thống gồm nhiều lá nam châm vĩnh cửu được sắp xếp chồng lên nhau một cách tỉ mỉ Mỗi lá nam châm được chia thành các cặp cực đối xứng, tạo nên cấu trúc hoạt động hiệu quả.
• Stato được cấu tạo bằng sắt từ, chúng được chia thành các rãnh nhỏ để đặt cuộn dây
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 3.4.1.3: Cấu tạo của động cơ bước
3.4.1.4 Nguyên lý hoạt động của động cơ bước
Động cơ bước hoạt động khác với các loại động cơ thông thường, vì nó quay theo từng bước một, mang lại độ chính xác cao, đặc biệt trong lĩnh vực điều khiển học.
Động cơ motor bước hoạt động dựa vào sự điều khiển của các bộ chuyển mạch điện tử, giúp truyền tín hiệu điều khiển vào stato theo thứ tự và tần số nhất định.
Tổng số góc quay của rotor phụ thuộc vào số lần chuyển mạch của động cơ, trong khi chiều quay và tốc độ quay của rotor lại chịu ảnh hưởng bởi thứ tự và tần số chuyển đổi.
Hình 3.4.1.4 Nguyên lý hoạt động của đông cơ bước
3.4.1.5 Phương pháp điều khiển động cơ bước:
Hiện nay, có 4 phương pháp để điều khiển động cơ bước được sử dụng phổ biến nhất, đó là:
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Điều khiển động cơ bước dạng sóng (Wave) là phương pháp cấp xung cho bộ điều khiển, cho phép các cuộn dây pha hoạt động theo một thứ tự nhất định, đảm bảo hiệu suất và độ chính xác trong quá trình vận hành.
Điều khiển động cơ bước theo phương pháp Full step là cách cung cấp xung đồng thời cho cả hai cuộn dây pha, giúp tăng cường hiệu suất hoạt động của động cơ.
Điều khiển động cơ nửa bước (Half step) là phương pháp kết hợp giữa điều khiển động cơ dạng sóng và điều khiển động cơ bước đủ Phương pháp này cho phép giá trị góc bước nhỏ hơn 2 lần và số bước của động cơ tăng gấp đôi so với điều khiển bằng động cơ bước đủ Tuy nhiên, việc áp dụng phương pháp này đòi hỏi bộ phát xung điều khiển rất phức tạp.
Điều khiển động cơ vi bước (Microstep) là một phương pháp tiên tiến trong điều khiển động cơ bước, cho phép động cơ dừng lại và định vị chính xác tại các vị trí nửa bước giữa hai bước đầy đủ.
Phương pháp này mang lại nhiều ưu điểm, nổi bật là khả năng hoạt động hiệu quả của động cơ với góc bước nhỏ và độ chính xác cao Nhờ vào dạng sóng của xung cấp, máy hoạt động êm ái, giảm thiểu vấn đề cộng hưởng lực trong quá trình vận hành.
3.4.1.6 Ưu – Nhược điểm của động cơ bước Ưu điểm:
+ Step Motor có ưu điểm đầu tiên là khả năng cung cấp mô men xoắn cực lớn, đặc biệt là ở dải vận tốc thấp và vận tốc trung bình
Động cơ bước hiện nay được ưa chuộng nhờ vào độ bền cao và giá thành hợp lý, giúp việc mua bán và trao đổi trở nên thuận tiện Hơn nữa, quá trình thay thế động cơ bước trong sản xuất cũng rất dễ dàng, không gặp trở ngại nào.
Hình 3.4.1.6 Ưu điểm của Step Motor
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Các lệnh PLC s7-1200
Hình 3.5.1.1 Tiếp điểm thường mở
Kích hoạt tiếp điểm thường mở phụ thuộc vào trạng thái tín hiệu của toán hạng liên quan Khi toán hạng có tín hiệu "1", tiếp điểm sẽ đóng lại, và trạng thái tín hiệu đầu ra sẽ được thiết lập theo trạng thái tín hiệu đầu vào.
• Khi toán hạng có trạng thái tín hiệu "0", tiếp điểm thường mở không được kích hoạt và trạng thái tín hiệu ở đầu ra của lệnh được đặt lại về "0"
Khi kết nối nối tiếp, nhiều địa chỉ liên lạc thường mở được liên kết bằng phép AND, nghĩa là dòng điện chỉ chạy khi tất cả các địa chỉ này đều được đóng.
Các tiếp điểm thường mở hoạt động theo nguyên tắc HOẶC khi được kết nối song song Trong trường hợp này, dòng điện sẽ được truyền qua khi ít nhất một trong các tiếp điểm được đóng lại.
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 3.5.1.2 Tiếp điểm thường đóng
Khi toán hạng có tín hiệu "1", tiếp điểm thường đóng sẽ mở ra, dẫn đến việc trạng thái tín hiệu ở đầu ra của lệnh được đặt lại thành "0" Việc kích hoạt tiếp điểm này hoàn toàn phụ thuộc vào trạng thái tín hiệu của toán hạng liên quan.
• Khi toán hạng có trạng thái tín hiệu "0", tiếp điểm thường đóng không được kích hoạt và trạng thái tín hiệu của đầu vào được chuyển sang đầu ra
Khi có một hoặc nhiều tiếp điểm thường đóng được kết nối theo kiểu nối tiếp, từng bit sẽ được liên kết bằng phép AND Trong cấu hình nối tiếp, dòng điện chỉ chạy khi tất cả các tiếp điểm đều được đóng.
Trong kết nối song song, các tiếp điểm thường đóng được liên kết bằng phép toán OR, cho phép dòng điện chảy khi ít nhất một trong các tiếp điểm được đóng.
Hình 3.5.2 Cuộn dây ngõ ra
Bạn có thể sử dụng lệnh "Gán" để thiết lập trạng thái bit cho một toán hạng cụ thể Khi kết quả của hoạt động logic (RLO) tại đầu vào của cuộn dây là "1", toán hạng đó sẽ được đặt thành "1" Ngược lại, nếu trạng thái tín hiệu ở đầu vào của cuộn dây là "0", bit của toán hạng sẽ được đặt lại thành "0".
• Hướng dẫn không ảnh hưởng đến RLO RLO ở đầu vào của cuộn dây được gửi trực tiếp đến đầu ra
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• TP: bộ định thì xung phát ra một xung với bề rộng xung được đặt trước
• TON: ngõ ra của bộ định thì ON – delay Q được đặt lên ON sau một sự trì hoãn thời gian đặt trước
• TOF: ngõ ra Q của bộ định thì OFF – delay được đặt lại về OFF sau một sự trì hoãn thời gian đặt trước
TONR là một ngõ ra bộ định thì có khả năng ghi nhớ trạng thái ON, với độ trễ được thiết lập trước Thời gian trôi qua sẽ được tích lũy qua nhiều giai đoạn định thì cho đến khi ngõ vào R được kích hoạt để đặt lại thời gian đã trôi qua.
Ngõ vào bộ định thì cho phép
Ngõ vào giá trị thời gian đặt trước
Q Output BOOL I, Q, M, D, L Ngõ ra bộ định thời
Ngõ ra giá trị thời gian trôi qua
Bảng 3.5.3 Bảng tham số Timer
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 3.5.3 (2) Giản đồ thời gian Timer (TON)
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CTU là bộ đếm tăng, đếm lên 1 đơn vị khi thông số CU chuyển từ 0 sang 1 Khi giá trị của CV (giá trị đếm hiện thời) lớn hơn hoặc bằng PV (giá trị đếm đặt trước), bộ đếm sẽ xuất ra giá trị Q.
Khi giá trị của thông số đặt lại R thay đổi từ 0 lên 1, giá trị đếm hiện tại sẽ được thiết lập lại về 0 Hình ảnh dưới đây minh họa một giản đồ định thì CTU với giá trị đếm là số nguyên không dấu (PV = 3).
Hình 3.5.4 (2) Giản đồ thời gian CTU
CTD là bộ đếm giảm một đơn vị khi thông số CD chuyển từ 0 lên 1 Nếu giá trị của CV (giá trị đếm hiện thời) nhỏ hơn hoặc bằng 0, ngõ ra của bộ đếm Q sẽ bằng 1 Khi thông số LOAD thay đổi từ 0 lên 1, giá trị tại PV (giá trị đặt trước) sẽ được nạp vào bộ đếm như một giá trị CV mới Hình dưới đây minh họa giản đồ định thì CTD với giá trị đếm là số nguyên không dấu (PV = 3).
Hình 3.5.4 (3) Giản đồ thời gian CTD
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CTUD là một bộ đếm có khả năng đếm lên (Count up - CU) hoặc đếm xuống (Count down - CD) theo sự chuyển đổi từ 0 lên 1 của ngõ vào Khi giá trị của thông số CV (giá trị đếm hiện tại) lớn hơn hoặc bằng PV (giá trị đếm đặt trước), ngõ ra của bộ đếm QU sẽ bằng 1 Ngược lại, nếu CV nhỏ hơn hoặc bằng 0, ngõ ra QD sẽ bằng 1 Khi thông số LOAD thay đổi từ 0 lên 1, giá trị PV được nạp vào bộ đếm như một giá trị CV mới Nếu thông số R thay đổi từ 0 lên 1, giá trị đếm hiện tại sẽ được thiết lập lại về 0 Hình ảnh bên dưới minh họa biểu đồ đếm thời gian CTUD với giá trị PV là 4.
Hình 3.5.4 (4) Giản đồ thời gian CTUD
Tham số Tuyên Ngôn Loại Dữ
CU Input BOOL I, Q, M, D, L hoặc hằng số Đếm lên bởi một lần đếm
CD Input BOOL I, Q, M, D, L hoặc hằng số Đếm xuống, bởi một lần đếm
R Input BOOL I, Q, M, D, L, P hoặc hằng số Đặt lại giá trị đếm về 0
CHƯƠNG 3; CƠ SỞ LÝ THUYẾT
LD Input BOOL I, Q, M, D, L, P hoặc hằng số
Nạp điều khiển cho giá trị đặt trước
PV Input Integers I, Q, M, D, L, P hoặc hằng số
Giá trị đếm đặt trước
QU Output BOOL I, Q, M, D, L Đúng nếu CV >= PV
QD Output BOOL I, Q, M, D, L Đúng nếu CV Control Panel -> System Control -> Network Connections -> Local Area Connection -> Properties
+ Bước 2: Chọn giao thức truyền thông giao tiếp với PLC S7-1200 Internet Protocol Version 4 -> Properties
+ Bước 3: Cài đặt địa chỉ IP cho máy tính chọn Use the following ->IP address -> cài đặt địa chỉ IP address: 192.168.0.x (với x khác địa chỉ với
IP mặc định của CPU S7-1200 là 192.168.0.1) -> chọn Subnet mask là 255.255.255.0 -> OK -> Close.
Các bước tạo WinCC
+ Bước 1: Chọn Add new device
Hình 5.2 (1) Chọn Add new device + Bước 2: Chọn vào WinCC và đặt tên project trong phần Device name
CHƯƠNG 5: KẾT NỐI VẬN HÀNH
Hình 5.2 (2) Chọn Wincc RT Advanced
+ Bước 3: Chọn cổng WinCC: kéo thả IE general vào CPU wincc RT Adv
CHƯƠNG 5: KẾT NỐI VẬN HÀNH
Cài đặt kết nối cho WinCC với PLC
CHƯƠNG 5: KẾT NỐI VẬN HÀNH
+ Bước 2: Tại phần Network chúng ta kết nối PLC với WinCC bằng cách kéo chuột từ PLC sang HIM
Hình 5.3 (2): kết nối PLC với WinCC
+ Bước 3: Chuyển tiếp qua connections, chọn WinCC connection thì ta được như hình
Hình 5.3 (3) Chuyển tiếp qua connections + Bước 4: Chúng ta kết nối PLC với WinCC bằng cách kéo chuột từ PLC sang HIM
Hình 5.3 (4): Kết nối cổng HMI từ PLC với WinCC + Như vậy ta đã kết nối xong PLC và màn hình WinCC.
Cách nạp chương trình PLC
+ Bước 1: Nhấp chuột phải vào CPU của PLC
+ Bước 2: Chọn Download to device > Hardware danh software
CHƯƠNG 5: KẾT NỐI VẬN HÀNH
+ Bước 3: Chọn cổng > Start Search > Load
Hình 5.4 (1) Chọn cổng kết nối PLC + Bước 4: Load chương trình
CHƯƠNG 5: KẾT NỐI VẬN HÀNH
Chuyển công WinCC
+ Bước 2: chọn set PG/PC interface (32-bit)
+ Bước 3: Xuất hiện bảng > chọn cổng có Auto như hình > Bấm ok
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Trong quá trình thực hiện đồ án, chúng em đã đối mặt với nhiều khó khăn trong thiết kế và vận hành hệ thống Tuy nhiên, những thách thức này đã giúp em học hỏi rất nhiều về PLC và cách thiết kế cũng như tự giám sát một hệ thống do chính mình tạo ra Dù chỉ là một mô hình, nhưng trải nghiệm này đã giúp chúng em củng cố kiến thức và có thêm những kinh nghiệm thực tế quý giá.
Đồ án đã giúp chúng em nhận thức rằng để một hệ thống hoạt động hiệu quả, cần có tính logic tốt nhằm đảm bảo sự ổn định Trong quá trình thiết kế, việc làm rõ các vấn đề liên quan là rất quan trọng, vì điều này sẽ giúp chúng em nhận diện và giải quyết các lỗi phát sinh khi triển khai thực tiễn.
Hệ thống nhà giữ xe thông minh của chúng tôi, mặc dù là một mô hình nhỏ, nhưng có tiềm năng lớn trong bối cảnh phát triển hiện nay của đất nước Mô hình này không chỉ có tính thực dụng cao mà còn mang lại sự an toàn cho người dùng khi gửi xe tự động, giúp họ bảo quản đồ đạc của mình tốt hơn.
Mô hình giữ xe hiện tại được thiết kế dạng cột, chia thành hai bên rõ ràng, thuận tiện cho việc gửi xe tại các khu vực có lưu lượng xe cao như khu du lịch lớn và khu công nghiệp Để tăng cường hiệu suất, có thể bổ sung thêm một cánh tay robot, chia hệ thống thành hai phần: một phần chuyên đưa xe vào và phần còn lại chuyên lấy xe ra, giúp quá trình hoạt động nhanh chóng hơn Đối với những điểm có ít xe như quán xá, nên thiết kế một tầng giữ xe để tiết kiệm diện tích và nâng cao tính thực dụng.