Đồ án Hệ thống cơ điện tử Mô hình Rửa xe tự động

LỜI NÓI ĐẦU Cuộc sống gắn liền với sự tiện lợi, được sử dụng các dịch vụ tốt nhất,nhanh nhất. Đối với các nước phát triển công nghệ tự động hóa được áp dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó có thể kể đến những ứng dụng thực tế trong cuộc sống hằng ngày là:” Rửa xe tự động” không thể thiếu ở các nước phát triển với mật độ ô tô lớn. Mô hình Rửa Xe ra đời góp phần mang lại sự chuyên nghiệp hơn trong dịch vụ rửa xe, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của cuộc sống công nghiệp là sự tiện lợi và nhanh chóng, nhưng cũng không kém phần hiệu quả so với các dịch vụ cổ điển. Đối với nước ta thì dịch vụ này còn khá mới. Chưa được áp dụng rộng rãi, nhưng trong tương lai, cùng với xu thế phát triển chung trên thế giới. Nước ta sẽ ngày càng phát triển. Đất nước phát triển gắn liền với giao thông vận tải phát triển, đời sống vật chất nâng cao. Dẫn đến sự xuất hiện ngày càng nhiều xe ô tô, thay thế dần xe gắn máy, trả lại bộ mặt đường phố hiện đại và sạch đẹp. Bên cạnh đó các thiết bị sử dụng trong dịch vụ rửa xe chuyên nghiệp hơn. Cuộc sống mọi người trở nên năng động thì nhu cầu rửa xe nhanh là tất yếu, bởi họ xem thời gian là “vàng” mà chỉ có nhà Rửa Xe Tự Động mới đáp ứng được vì cùng một thời điểm nó có thể rửa được nhiều xe. Tiết kiệm rất nhiều thời gian cho những người năng động. Khi được giao làm đề tài này em mong muốn với những kiến thức mà bản thân tiếp thu được sẽ được áp dụng vào thực tế. Mô hình của em được xây dựng từ các mô hình tham khảo trên mạng. Vì kiến thức còn hạn chế và thời gian tìm hiểu cũng không nhiều nên đồ án của em chưa thể phát huy hết ý tưởng của em vào trong mô hình rất hay này. Mô hình “Rửa xe tự động” rất phức tạp về cơ khí và và rất khó để thể hiện. Ở đây em xin đưa ra một mô hình thu nhỏ của hệ thống và vì vậy mà hiệu quả sẽ không cao. Rất mong được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong khoa đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy Võ Quang Trường người đã hướng dẫn em thực hiện đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, 20/2/2014 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NHỮNG HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG HIỆN CÓ TRÊN THẾ GIỚI Cuộc sống gắn liền với sự tiện lợi, được sử dụng các dịch vụ tốt nhất,nhanh nhất. Đối với các nước phát triển công nghệ tự động hóa được áp dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó có thể kể đến những ứng dụng thực tế trong cuộc sống hằng ngày là:” Rửa xe tự động” không thể thiếu ở các nước phát triển với mật độ ô tô lớn. Mô hình Rửa Xe ra đời góp phần mang lại sự chuyên nghiệp hơn trong dịch vụ rửa xe, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của cuộc sống công nghiệp là sự tiện lợi và nhanh chóng, nhưng cũng không kém phần hiệu quả so với các dịch vụ cổ điển. Đối với nước ta thì dịch vụ này còn khá mới. Chưa được áp dụng rộng rãi, nhưng trong tương lai, cùng với xu thế phát triển chung trên thế giới. Nước ta sẽ ngày càng phát triển. Đất nước phát triển gắn liền với giao thông vận tải phát triển, đời sống vật chất nâng cao. Dẫn đến sự xuất hiện ngày càng nhiều xe ô tô, thay thế dần xe gắn máy, trả lại bộ mặt đường phố hiện đại và sạch đẹp. Bên cạnh đó các thiết bị sử dụng trong dịch vụ rửa xe chuyên nghiệp hơn. Cuộc sống mọi người trở nên năng động thì nhu cầu rửa xe nhanh là tất yếu, bởi họ xem thời gian là “vàng” mà chỉ có nhà Rửa Xe Tự Động mới đáp ứng được vì cùng một thời điểm nó có thể rửa được nhiều xe. Tiết kiệm rất nhiều thời gian cho những người năng động. 1.1. HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG CT-919D - Nguyên lý rửa: Chổi quay - Gồm 2 chổi rửa bên hông, 1 chổi rửa nóc xe, 2 chổi rửa bánh xe  - Đảo chiều di chuyển chổi rửa trên ray - Phun tự động - Rửa gầm - Phun xoay để tăng hiệu quả rửa - Phun áp lực cao điều khiển từ bằng chương trình máy tính - Truyền chuyển động bằng Thuỷ lực/ Điện/ Khí hoặc bằng xích. - Hệ thống xì khô bằng khí nén - Công suất 8Kw - Điểu khiển từ xa, điện 12V, tủ điều khiển 36V - Lưu lượng nước 120L/ph - Thời gian rửa trung bình 3 phút/xe - Tiêu hao tính cho 1 xe: 0.2Kw Điện, 100L nước 1.2. HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG CT-818 Tên sản phẩm: Hệ thống rửa xe tự động CT-818 Hãng sản xuất: Autowash- Trung Quốc Model: CT- 818 Kho: Kho của nhà sản xuất Phạm vi ứng dụng:  - Rửa xe trong thành phố, bụi bám ít ngày, dễ rửa, tốc độ nhanh cho các loại xe du lịch Thông số kỹ thuật:  - Nguyên lý rửa: Phun áp lực lớn - Đảo chiều di chuyển - Phun tự động - Rửa gầm - Phun xoay - Phun áp lực cao điều khiển từ xa bằng CHIP vi xử lý - Truyền chuyển động bằng Thuỷ lực/ Điện/ Khớ hoặc bằng xích. - Phun búng Wax - Kết cấu Thộp chống gỉ sang trọng. - Cơ cấu nòng hạ tự động điều khiển bằng PLC  - Bơm kép 1.3.MÁY RỬA XE TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN DXC(B)-740 Máy rửa xe tự đông diêu khiển DXC(B)-740 Thành phần và thông số máy: Máy rửa xe tự động điều khiển bằng máy vi tính, kiểu phòng. Model: DXC(B) - 740Thông số kỹ thuật:- Kích thước rửa xe lớn nhất (dài x rộng x cao)mm: 5500 x 1950 x 2000- Diện tích mặt bằng (dài x rộng)mm: 25000 x 4500- Loại xe: xe du lịch 4-5chỗ, xe du lich 15 chỗ- Tốc độ rửa: 60 chiếc/giờ- Lượng nước tiêu thụ: 120lít/chiếc- Phương thức chuyển động: chuyển động liên tục- Đường dẫn xe: 10m- Bàn xoa: + Bàn xoa to: 4 chiếc                 + Bàn xoa nhỏ: 2 chiếc                 + Bàn xoa ngang: 1 chiếc- Quạt gió: 4 chiếc- Công suất thiết bị: 28 kw- Áp suất khí nén: 0.8Mpa 1.4. HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG CB 1/28 KARCHER DÙNG NGOÀI TRỜI - Chiều cao làm sạch: 2800mm  - Chiều cao của hệ thống:3700mm  - Chiều ngang của hệ thống bao gồm 2 bàn chải bên: 4035mm  - Lưu lượng nước cấp: 50lít/phút/4-6 bar  - Công suất: 16kW                                          - Nguồn điện: 3P, 400V, 50 Hz  - Tốc độ di chuyển của băng chuyền làm sạch : 0-20m/phút với 2 môtơ truyền lực 0.25kW, IP 66 - Công suất rửa xe tối đa 4phút/ xe Hệ thống rửa xe tự động CB 1/28 Karcher dùng ngoài trời CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH RỬA XE TỰ ĐỘNG 2.1.GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG Xe được băng tải đưa ra ngoài cho khách Hệ thống phun nước cho xe Hệ thống sấy khô Hệ thống lau xe,rửa xe Xe đưa lên băng chuyền vào rửa xe Bãi đậu xe chờ lượt Hình2.1:Sơ đồ hệ thống rửa xe tự động Hình2.2 :Mô hình hệ thống 2.1.1Nguyên lý hoạt động: Ban đầu xe sẽ được đưa vào bãi chờ,khi đến lượt xe nào thì xe đó sẽ được đưa lên băng chuyền để đi vào vị trí rửa xe,khi xe đến vị trí của hệ thống phun nước thì nước sẽ phun ra làm ướt xe,sau đó xe sẽ được chuyển đến vị trí lau,rửa xe. Tại đây,hệ thống lau,rửa xe sẽ hoạt động và rửa xe sạch sẽ sau khi xe được đưa đến hệ thống sấy khô. Sau khi hoàn tất các bước trên thì xe sẽ được đưa ra ngoài và được giao trả lại cho khách. 2.1.2.Giới thiệu về từng phần trong sơ đồ khối: Bãi đậu xe chờ lượt: Là một bãi trống dùng cho xe vào rửa chờ đến lượt Băng chuyền: trong hệ thống này chúng em dùng các dụng cụ sau: Một động cơ một chiều công suất 20W Một cuộn băng chuyền Hệ thống phun nước: 1 bình chứa nước rửa xe Ống dây dẫn nước 1 mô tơ công suất nhỏ dùng để hút nước ra khỏi bình chứa nước Hệ thống lau xe,rửa xe: 1 pittong 4 chổi lau xe 4 mô tơ công suất nhỏ 4 trục để gắn chổi lau với mô tơ Hệ thống sấy khô: Một máy quạt để sấy khô xe sau khi rửa. 2.2.GIỚI THIỆU CHI TIẾT CÁC DỤNG CỤ TRONG MÔ HÌNH 2.2.1.Bình chứa nước: Hình 2.3: Thau đựng nước rửa xe Chức năng: Dùng để chứa nước rửa xe 2.2.2.Mô tơ Hình 2.4: Mô tơ mini Gồm: Một động cơ băng tải :Là động lực để kéo băng tải nên động cơ này phải hoạt động ổn định,công suất lớn. Bốn động cơ chổi lau: Là động cơ giúp quay chổi lau nên có tốc độ quay lớn Một động cơ bơm nước:Là động cơ hút nước để rửa xe nên phải có tốc độ quay lớn,ổn định 2.2.3.Pittong Hình 2.5: Pittong xy lanh Công dụng: piston sẽ được gắn với mô tơ mi để và trục của chổi quay để thực hiện lệnh ra,vào cho chổi lau thực hiện lau xe trước,hai mặt bên và sau xe khi xe đi qua. 2.2.4 Chổi lau xe: Hình 2.6:Chổi lau xe Chức năng: dùng để lau chùi mặt trước,mặt bên và mặt sau của xe cần rửa. 2.2.5.Máy sấy khô: Hình 2.7: Máy sấy Chức năng: Trong mô hình hiện tại chúng em dùng máy làm mát laptop thay cho máy sấy vào quá trình làm khô xe. 2.2.6.Bộ điều khiển PLC S7-200 Hình 2.9: PLC s7-200 siemem PLC Step S7-200 thuộc họ Simatic do hãng Siemcns sản xuất. Đây là loại PLC đa khối. Cấu tạo cơ bản của loại PLC này là một đơn vị cơ bản (chỉ để xử lý) sau đó ghép thêm các module mở rộng về phía bên phải, có các module mở rộng tiêu chuẩn. Những module mở rộng này bao gồm những đơn vị chức năng mà có thể là hợp lại cho phù hợp với những nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể. CHƯƠNG III:THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN TRONG MÔ HÌNH 3.1 BĂNG TẢI 3.1.1 CẤU TẠO CỦA BĂNG TẢI GỒM: +Động cơ điện một chiều +Bộ truyền đai dẹt vận chuyển xe +Bộ truyền xích, truyền chuyển động giữa động cơ và bộ truyền vận chuyển xe Hình ảnh minh họa 3.1.2 TÍNH BỘ TRUYỀN ĐAI DẸT(BỘ TRUYỀN VẬN CHUYỂN XE): Hình ảnh minh họa Chọn các thông số ban đầu cho bộ truyền +Chọn tốc độ của bộ truyền,vận tốc trên băng tải là V=0.3 m/s +chọn đường kính các bánh dẫn và bị dẫn D=40mm +chọn khoảng cách trục a=800mm +Bề rộng của đai B=90 +Tỉ số truyền i=1 +khối lượng của xe lớn nhất được vận chuyển m=0,5kg Tính lực ma sát của bộ truyền Fms=μ.m.g=0,7.0,5.9,81=3,43N Tính và kiểm tra các thông số của bộ truyền Vì tỉ số truyền i=1 nên +Số vòng quay trên các trục n1=n2=n +Đường kính trên các trục D1=D2=D Xác định số vòng quay trên các trục: Ta có ct: v= π.D.n60.1000 Trong đó:+ v là vận tốc bộ truyền m/s +D là đường kính các bánh dẫn mm +n là số vòng quay trên các trục vong/phut số vòng quay trên các trục : n V.60.1000π.D=0.3.60.1000π.40≈150 vong/phut b)Xác định công suất bộ truyền Ta có ct: D=(11001300)3Nn Trong đó: +D là đường kính bánh dẫn và bị dẫn mm + N là công suất của bộ truyền + n là số vòng quay trên các trục → Công suất của bộ truyền: N=(D1100)3. n=(401100)3.150= 7,2.10-3kw=7,2w c)Xác định lực kéo của bộ truyền Ta có Fk=Ft=1000.N1V Trong đó:+N1 là công suất trên bánh chủ động N1=N KW +v vận tốc của bộ truyền m/s →Fk=1000.7,2.10-30.3=24 N d)Kiểm tra điều kiện để bộ truyền hoạt động Điều kiện để bộ hoạt động Fk≥Fms Fk=24N, Fms=3,43N Ta thấy Fk>Fms nên các thông số được chọn thỏa mãn cho bộ truyền hoạt động e) Tính hiệu suất và momen xoắn trên các trục +Hiệu suất của bộ truyền:h=N2N1 Vì tỉ số truyền i, đường kính các bánh đai và vận tốc đai không đổi nên công suất trên của bộ truyền cũng không đổi N2=N1=N →h=1 +Momen xoắn trên các trục Ta có công thức: Ft =2TD →T=Ft .D2=24.402=480 N.mm 3.1.3.TÍNH BỘ TRUYỀN XÍCH(BỘ TRUYỀN TỪ ĐỘNG CƠ ĐẾN TRỤC) 3.1.3.1.Giới thiệu bộ truyền xích Hình 3.1:Hình ảnh về bộ truyền xích 3.1.3.2.Cấu tạo chính và nguyên lý làm việc của bộ truyền xích : Cấu tạo Cấu tạo chính của bộ truyền xích gồm: đĩa dẫn 1, đĩa bị dẫn 2 và xích 3 (hình 4.1). Ngoài ra, có thể có thêm bộ phận căng xích, bộ phận bôi trơn, hộp che. Có khi dùng một xích để truyền động từ một đĩa dẫn sang nhiều đĩa bị dẫn (hình 4.2). Nguyên lý làm việc: Xích là một chuỗi các mắt xích nối với nhau bằng bản lề. Xích truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn sang trục bị dẫn nhờ sự ăn khớp của các mắt xích với các răng trên đĩa xích (ăn khớp gián tiếp). Ưu điểm : -Có thể truyền động giữa hai trục song song cách nhau tương đối xa. - Khuôn khổ kích thước nhỏ gọn hơn truyền động đai cùng công suất. - Không có hiện tượng trượt, tỷ số truyền trung bình ổn định. - Hiệu suất cao, có thể đạt 98% nếu được chăm sóc tốt và sử dụng hết khả năng tải. -Lực tác dụng lên trục và ổ nhỏ. -Có thể cùng một lúc truyền chuyển động từ một trục dẫn đến nhiều trục bị dẫn. Nhược điểm: -Nhanh mòn bản lề, nhất là khi bôi trơn không tốt và làm việc ở nơi nhiều bụi. - Vận tốc tức thời của xích và đĩa bị dẫn không ổn định nhất là khi số răng của đĩa xích nhỏ - Có tiếng ồn khi làm việc do va đập khi vào khớp nên hạn chế sử dụng ở bộ truyền ở tốc độ cao. - Cần bôi trơn và điều chỉnh sức căng xích. Phạm vi sử dụng: -Truyền công suất và chuyển động giữa trục có khoảng cách xa, cho nhiều trục đồng thời trong trường hợp n < 500 v/p -Công suất truyền thông thường N < 100 kW -Tỉ số truyền i≤6 khi v=(2÷6)m/s ; và i ≤ 3 khi v=(6÷25)m/s; -Hiệu suất η=(0.95÷0.97) -Truyền động xích được dùng khá nhiều trong các phương tiện vận tải (xe đạp, môtô, ôtô …), máy nông nghiệp, các băng tải … Các loại xích truyền động: Tùy theo cấu tạo của dây xích, bộ truyền xích được chia thành các loại: - Xích ống con lăn - Xích ống - Xích răng Các thông số hình học chính của bộ truyền xích + Chọn tốc độ của bộ truyền V=0.3 m/s +Chọn đường kính các bánh dẫn và bị dẫn D=30 mm, bước xích t=5mm + Chọn khoảng cách trục a=200mm + Tỉ số truyền i=1 + Số lượng xe được vận chuyển trên băng tải là 1( trọng tải mỗi ô tô là 0.5kg),trọng lượng xích qm =0.5 Kg/m +Công suất trên trục chính dẫn : P=42w +Lực kéo băng tải [F]≤ 100 (N) +Số vòng quay của trục chính n=60000.vπ.D=191vòng/phút Số răng đĩa xích Trong thiết kế số đĩa xích được xác định theo công thức: Z1 = 29 – 2i Z1=Z2=29-2=27 Để tránh tuôn xích khi xích mòn, phải hạn chế số răng lớn nhất. Zmax <= 100 - 120 (xích con lăn). Khoảng cách trục a Khoảng cách trục a= 200 mm Số mắc xích X X=Z1+Z22+2At+Z2-Z12π2.tA X=27+272+2.2005=107 Để nhánh xích bị dẫn không quá căng, phải giảm khoảng cách trục một lượng: ∆A=(0,002÷0,004)200=0,6 mm Xác định chiều dài xích L: L = t.X =5.107=535 mm Với X : Số mắt xích Lực tác dụng trong bộ truyền xích - Lực vòng P liên hệ với lực trên nhánh dẫn F1 và nhánh bị dẫn F2: F1-F2=P FV=qmV2 - Lực căng do ly tâm: Fv=0,5.0.32=0,045 N qm : Khối lượng một mét xích, kg/m v : vận tốc vòng , m/s -Lực căng ban đầu do trọng lượng nhánh xích tự do: F0=kf.a.qm.g F0=6.0,2.0,5.10=6N a : chiều dài đoạn xích tự đo bằng khoảng cách trục g : gia tốc trọng trường kf : hệ số phụ thuộc độ võng xích kf = 6 : khi xích nằm ngang kf = 3 : khi xích nằm nghiêng < 400 so với phương ngang kf= 1 : khi xích thẳng đứng F2=F0+Fv F2=6+0,045=6,045 N Có thể lấy gần đúng: F2 = P -Lực tác dụng lên trục: Lực tác dụng lên trục mang đĩa xích gồm các lực tiếp tuyến, lực ly tâm và lực do trọng lượng bản thân xích gây ra. Lực này được tính gần đúng theo công thức: R=kt.P R=1,15.6,045=6,95N Với, kt : hệ số xét đến tác dụng của trọng lượng xích liên tục. kt = 1,15 : Khi bộ truyền đặt nằm ngang hoặc nghiêng <400 kt = 1: Khi bộ truyền đặt thẳng đứng hoặc nghiêng >= 400 Để tiện cho việc thiết kế, ta biến đổi điều kiện trên thành dạng sau: P≤F.p0k Mà : N=P.v1000 ,suy ra:N≤F.p01000.k.Z1.t.n160.1000 Đặt Kz=z01z1 :hệ số răng đĩa dẫn;kn=n01n1 :hệ số vòng quay đĩa dẫn. Z01,n01 :số răng đĩa dẫn và số vòng quay đĩa dẫn của bộ truyền cơ sở N≤Nk.kz.kn ==> k.kz.kn.N≤N Tính toán thông số bộ truyền chọn động cơ Công suất trên trục động cơ điện được xác định theo công thức (2.8)[1]: Pyc = Ptd = Trong đó: Pyc : Công suất yêu cầu trên trục động cơ (kW) Ptd : Công suất trên trục máy công tác η : Hiệu suất truyền động Công suất tính toán trên trục công tác Pct được tính theo công thức: Pct = Trong đó: F là Lực kéo băng tải (N) V là vận tốc kéo băng tải (m/s) Pct =100.0,31000=0.03 (kW) Hiệu suất truyền η động tính theo công thức: η = Hiệu suất bộ truyền và ổ: η = hkhớp nối . h3ổ lăn . h2bánh răng . htrục .hxích Dựa vào bảng ta chọn được hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ như sau: hkhớp nối = 0,99; hổ lăn = 0,99; hbánh răng = 0,98; hxích = 0,93 hæ trît = 0.98 η = 0,99. 0,993. 0,982 .0,98.0,93= 0,84 Hệ số được tính : b = Công suất trên trục động cơ: Pyc =0,03.0,930,84 =0.033(kW) Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ: Số vòng quay của trục công tác được xác định theo công thức: nct = = 60000.0,33,14.30 = 191 (vòng/phút) Trong đó : v: Vận tốc băng tải D: Đường kính bánh răng Tỷ số truyền sơ bộ của hệ thống dẫn động dùng cho bộ truyền xích là: usb= ubtng. usbh Chọn tỷ số truyền nên dùng cho các bộ truyền trong hệ: ubtng=ux=3,0; usbh=20. Số vòng quay sơ bộ của động cơ được xác định theo công thức : nsb= nct.usb= nct. ubtng. usbh nsb = 19.20.3,0=1140 (vòng/phút) Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ : nđbnsb =1452(vòng/phút) Chọn quy cách động cơ: Động cơ được chọn dựa vào bảng chuẩn và phải thỏa mãn điều kiện sau: Pđc ≥ Pyc ; nđbnsb ; Tk/Tdn ≥ Tmm/T1 Có Pyc =0,033 kW; nsb = 1140 (vòng/phút); Tmm/T1 = 1,5. Ta chọn được động cơ có các thông số sau: Pđc =0.05KW; nđc =1150(vòng/phút); mđc = 0.5 (kg); Đường kính trục động cơ: dđc = 5 mm 3.2 PITTÔNG-XY LANH Chọn pittông-xy lanh loại nhỏ có: Độ dài :d=200 mm, Bán kính : r=20 mm, Áp suất cho phép p=3 atm. Dung tich V=d.Sđáy= 12560 (mm3), Lực đẩy [F] =p.S=3.105.3,14.0.022=377 (N) Xy lanh được thay đổi trạng thái bởi van điện 3/2 Van điện 3/2 được cấu tạo 3 cửa 2 trạng thái, một đầu vào 2 đầu ra. 3.3 ĐỘNG CƠ CHỔI LAU Sử dụng 4 môtơ loai nhỏ Công suất P=10W Tốc độ đông cơ ndc=300 (vòngphút) Nguồn :12 V DC, 700 mA CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 4.1 GIỚI THIỆU 4.1.1 Plc S7-200 Hình 4.1: PLC s7-200 siemem a.Cấu hình cứng PLC- S7-200 PLC Step S7-200 thuộc họ Simatic do hãng Siemcns sản xuất. Đây là loại PLC đa khối. Cấu tạo cơ bản của loại PLC này là một đơn vị cơ bản (chỉ để xử lý) sau đó ghép thêm các module mở rộng về phía bên phải, có các module mở rộng tiêu chuẩn. Những module mở rộng này bao gồm những đơn vị chức năng mà có thể là hợp lại cho phù hợp với những nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể. Đơn vị cơ bản Đơn vị cơ bản của PLC S7-200 như hình 2. 1. Hình 4.2:Khối mặt trước của CPU314 Trong đó: Các đèn báo: + Đèn SF: báo lỗi CPU. + Đèn BAF: báo nguồn ắc quy. + Đèn DC 5v: Báo nguồn 5v. + Đèn RUN: Báo chế độ PLC đang làm việc. + Đèn STOP: Báo PLC dang ở chế độ dừng Công tắc chuyển đổi chế độ: + RUN-P: Chế độ vừa chạy vừa sửa chương trình. + RUN: Đưa PLC vào chế độ làm việc. + STOP: Để PLC ở chế độ nghỉ. + MRES: Vị trí chỉ định chế độ xoá chương trình trong CPU. Muốn xoá chương trình trong PLC thì giữ nút bấm về vị trí MRES để đèn STOP nhấp nháy, khi thôi không nhấp nháy thì nhả nhanh tay. Làm lại nhanh một lần nữa (không để ý đèn STOP) nếu đèn vàng nháy nhiều lần là xong, nếu không thì phải làm lại. Các kiểu module Tuỳ theo quá trình tự động hoá đòi hỏi số lượng đầu vào và đầu ra mà phải lắp thêm bao nhiêu module mở rộng cũng như loại module cho phù hợp. Tối đa có thể gá thêm 32 module vào ra trên 4 panen (rãnh), trên mỗi panen ngoài module nguồn, CPU và module ghép nối còn gá được 8 các module về bên phải. Thường Step 7- 200sử dụng các module sau: + Module nguồn PS. + Module ghép nối IM (Intefare Module). + Module tín hiệu SM (Signal Module): Vào số các loại: 8 kênh, 16 kênh, 32 kênh. Ra số các loại: 8 kênh, 16 kênh, 32 kênh. Vào ra số các loại: 8 kênh vào 8 kênh ra, 16 kênh vào 16 kênh ra. Vào tương tự các loại: 2 kênh, 4 kênh, 8 kênh. Ra tương tự các loại: 2 kênh, 4 kênh, 8 kênh. Vào, ra tương tự các loại: 2 kênh vào 2 kênh ra, 4 kênh vào 4 kênh ra. Đếm tốc độ cao. Truyền thông CP 340, CP340- 1, CP341. b. Địa chỉ và gán địa chỉ Trong PLC các bộ phận con gửi thông tin đến hoặc lấy thông tin đi đều phải có địa chỉ để liên lạc. Địa chỉ là con số hoặc tổ hợp các con số đi theo sau chữ cái. Chữ cái chỉ loại địa chỉ, con số hoặc tổ hợp con số chỉ số hiệu địa chỉ. Trong PLC có những bộ phận được gán địa chỉ đơn như bộ thời gian (T), bộ đếm(C).... chỉ cần một trong 3 chữ cái đó kèm theo một số là đủ, ví dụ:: T1, C32... Các địa chỉ đầu vào và đầu ra cùng với các module chức năng có cách gán địa chỉ giống nhau. Địa chỉ phụ thuộc vào vị trí gá của module trên panen. Chỗ gá module trên pancn gọi là khe (Slot), các khe đều có đánh số, khe số 1 là khe đầu tiên của và cứ thế tiếp tục. Các loại khối: Khối tổ chức OB (Organisation Block) Khối tổ chức quản lý chương trình điều khiển và tổ chức việc thực hiện chương trình. Khối hàm FB (Function Block) Khối hàm là loại khối đặc biệt dùng để lập trình các phần chương trình điều khiển tái diễn thường xuyên hoặc đặc biệt phức tạp. Có thể gán tham số cho các khối đó và chúng có một nhóm lệnh mở rộng. Người sử dụng có thể tạo ra các khối hàm mới cho mình, có thể sử dụng các khối hàm sẵn có của SIEMENS. Khối dữ liệu: có hai loại là: + Khối dữ liệu dùng chung DB (Sllared Data Block) Khối dữ liệu dùng chung lưu trữ các dữ liệu chung cần thiết cho việc xử lý chương trình điều khiển. + Khối dữ liệu riêng DI (Instance Data Block) Khối dữ liệu dùng riêng lưu trữ các dữ liệu riêng cho một chương trình nào đó trong việc xử lý chương trình điều khiển. Ngoài ra trong PLC S7-200 còn hàm hệ thống SFC (System Function) và khối hàm hệ thống SFB (System Function Block). Lập trình một số lệnh cơ bản Nhóm lệnh 1ogic +Lệnh LD và lệnh A + Lệnh AN +Lệnh O +Lệnh ON +Lệnh A và lệnh O +Lệnh “(“ và lệnh “)” Nhóm lệnh thời gian Chương trình điều khiển sử dụng các lệnh thời gian để theo dõi, kiểm soát và quản lý các hoạt động có liên quan đến thời gian. Khi một bộ thời gian được khởi phát thì giá trị thời gian cần được nạp vào thanh ghi CV (Current value). Do đó, muốn dùng các lệnh thời gian phải nạp giá trị thời gian cần đặt vào thanh ghi CV trước khi bộ thời gian hoạt động. Có thể nạp các kiểu dữ liệu sau dùng cho các lệnh thời gian: + Dữ liệu thời gian thực: S5T#H_M_S_MS + Dạng số nguyên 16 bít: W#16#.... (ở dạng mã BCD) +Nạp thời gian thực: L S5T#10s Với lệnh trên giá trị thời gian được nạp là 10s +Nạp thời gian dạng mã Trong các bộ thời gian của S7-200 ngoài tín hiệu kích thích chính (bắt đầu) như các bộ thời gian của các PLC khác, còn có tín hiệu kích thích cưỡng bức, tín hiệu kích thích cưỡng bức cho phép tính lại thời gian từ đầu khi có sườn lên của tín hiệu này, tuy nhiên tín hiệu kích thích cưỡng bức chỉ có giá trị khi tín hiệu kích thích chính có giá trị1. Lệnh thực hiện kích thích cưỡng bức (có điều kiện) là: FR. Lệnh FR chỉ có ở dạng lập trình STL. Bộ thời gian cũng có thể dùng lệnh R dễ xoá. 4.2.THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN Địa chỉ đầu vào Địa chỉ đầu ra ON OFF I0.0 I0.6 Nút ON Nút OFF Rơ le 1 Q0.1 Đầu ra điều khiển ĐC băng tải HT1 I0.1 Công tắc hành trình thứ 1 Rơ le 2 Q0.2 Đầu ra điều khiển bơm nước HT2 I0.7 Công tắc hành trình thứ 2 Rơ le 3 Q0.3 Đầu ra điều khiển ĐC chổi lau HT3 I0.2 Công tắc hành trình thứ 3 Rơ le 4 Q0.4 Đầu ra điều khiển van điện HT4 I0.3 Công tắc hành trình thứ 4 Rơ le 5 Q0.5 Đầu ra điều khiển ĐC làm khô HT5 I0.4 Công tắc hành trình thứ 5 HT5 I0.5 Công tắc hành trình thứ 6 4.2.1.Giản đồ thời gian 4.2.2.Sơ đồ nối dây 4.2.3.Chương trình lập trình trên PLC S7-200 Nguyên lí hoạt động của hệ thống như sau: Xe được đưa trước lên băng tải,nhấn nút khởi động ON băng tải bắt đầu chạy và vận chuyển ô tô vào trong để rửa xe.Quá trình rửa xe chia ra 3 giai đoạn:phun nước,lau chùi và kết thúc là sấy khô cho xe.Sau đó xe được băng tải đưa ra ngoài. Chương trình cụ thể như sau: Chỉ cần ấn on là băng tải sẽ chạy đưa xe vào trong bắt đầu quá trình rửa. Băng tải vận chuyển xe đến gạt vào công tắc hành trình thứ nhất(HT1),lúc này bơm nước hoạt động phun nước làm ướt xe để thuận tiện cho việc lau chùi. Xe sẽ tiếp tục tới gạt vào công tắc hành trình thứ 2,băng tải dừng ở chỗ phun nước, bộ định thời T40 bắt đầu đếm trong khoảng 10s.Trong khoảng thời gian này bộ phận phun nước vẫn còn hoạt động . Hết 10s băng tải chạy,bơm nước được ngắt,đồng thời các động cơ chổi lau bắt đầu hoạt động,kết thúc quá trình phun nước và bắt đầu quá trình lau chùi xe. Băng tải vận chuyển xe đến gạt vào công tắc hành trình thứ 3,lúc này băng tải dừng,các chổi lau dưới sẽ lau trước đầu xe trong 10s,sau 10s van điện đảo chiều kéo theo sự đảo chiều của pittong,các động cơ chổi lau gắt trên cơ cấu pittong được đẩy về 2 bên xe,và băng tải chạy đưa xe về phía trước. Sau khi lau phần đầu và 2 bên hông xe,xe sẽ đến gạt vào công tắc hành trình thứ 4,van điện đảo lại đảo chiều píttông đưa 2 động cơ chổi lau vào trong để lau phần đuôi xe trong khoảng 10s rồi băng tải lại được cấp điện đưa xe tới trước,khi gạt công tắc hành trình thứ 4 thì quạt sấy khô xe cũng được cho hoạt động,10s sau thì các động cơ chổi lau được ngắt điện,kết thúc quá trình lau xe. Khi xe đến gạt vào công tắc hành trình thứ 5,thì lúc này băng tải được dừng ở vị trí phía dưới quạt sấy khô trong khoảng thời gian 10s thì băng tải hoạt động trở lại đồng thời ngắt điện quạt sấy,kết thúc quá trình sấy khô. Kết thúc quá trình sấy khô xe đi đến công tắc hành trình cuối cùng HT6,thì mọi hoạt đồng đều được ngắt.Cũng tượng tự như HT6 khi ta nhấn nút OFF thì bộ điều khiền sẽ ngắt mọi hoạt động của quá trình rửa xe. CHƯƠNG 5: KÊT LUẬN Quá trình nghiên cứu và xây dựng đề tài giúp em tìm hiểu được nhiều thiết bị ứng dụng trong các hệ thống rửa xe tự động hiện đại thấy được xu thế phát triển của ngành tự động hóa của thế giới trong đó các công nghệ chăm sóc xe càng ngày tiên tiến hiện đại hơn và đã xây dựng nên phương án rửa xe tự động nhằm giải quyết một số vấn đề cũng như nâng cao hiệu quả kinh tế, môi trường, thời gian, nhân công lao động và đặc biệt là sử dụng các thiết bị vào hệ thống sao cho phù hợp với điều kiện và môi trường ở Việt Nam .Trong quá trình làm đề tài chúng em cũng đã cố gắng tìm hiểu, học hỏi và nghiên cứu để hoàn thành tốt đề tài, nhưng bản thân lần đầu tiên nghiên cứu còn ít kinh nghiệm nên không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong các thầy các thầy trong khoa cơ khí chỉ ra những sai sót trong quá trình xây dựng đề tài để bổ sung vào nội dung và hoàn chỉnh đề tài sau này.Em xin chân thành cảm ơn. Tài liệu tham khảo Tự động hóa với Simatic S7-300 và 200 của tác giả Nguyễn Doãn Phước. Giáo trình điều khiển logic và PLC của tác giả Nguyễn Như Hiền, Nguyễn Mạnh Tùng Các tài liệu trên mạng……