ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƢỜNG SVTH: nguyễn Văn Tài-Thái Bảo Trang 1 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.

công nghiệp là sự tiện lợi và nhanh chóng, nhƣng cũng không kém phần hiệu
quả so với các dịch vụ cổ điển. Đối với nƣớc ta thì dịch vụ này còn khá mới.
Chƣa đƣợc áp dụng rộng rãi, nhƣng trong tƣơng lai, cùng với xu thế phát triển
chung trên thế giới. Nƣớc ta sẽ ngày càng phát triển. Đất nƣớc 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
đƣờng 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 ngƣời 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 đƣợc vì cùng một thời điểm nó có thể rửa đƣợc nhiều xe.
Tiết kiệm rất nhiều thời gian cho những ngƣời 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
chƣơng 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
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƢỜNG SVTH: nguyễn Văn Tài-Thái Bảo Trang 3
SVTH: nguyễn Văn Tài-Thái Bảo Trang 4

- 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) - 740
Thông số kỹ thuật:
- Kích thƣớc 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
- Lƣợng nƣớc tiêu thụ: 120lít/chiếc
- Phƣơng thức chuyển động: chuyển động liên tục
- Đƣờng 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
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƢỜNG


CHƢƠNG 2:
GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH RỬA XE TỰ ĐỘNG

2.1.GIỚI THIỆU SƠ LƢỢC VỀ HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG
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 đƣợc đƣa vào bãi chờ,khi đến lƣợt xe nào thì xe đó
sẽ đƣợc đƣa lên băng chuyền để đi vào vị trí rửa xe,khi xe đến vị trí
của hệ thống phun nƣớc thì nƣớc sẽ phun ra làm ƣớt xe,sau đó xe sẽ
đƣợc 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 đƣợc đƣa đến hệ thống sấy
khô. Sau khi hoàn tất các bƣớc trên thì xe sẽ đƣợc đƣa ra ngoài và
đƣợc giao trả lại cho khách.

Bãi
đậu xe
chờ
lƣợt
Xe đƣa

2. 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
3. Hệ thống phun nƣớc:
 1 bình chứa nƣớc rửa xe
 Ống dây dẫn nƣớc
 1 mô tơ công suất nhỏ dùng để hút nƣớc ra khỏi bình
chứa nƣớc
4. 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
5. 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 nƣớc:

Hình 2.3: Thau đựng nƣớc rửa xe
 Chức năng: Dùng để chứa nƣớc rửa xe

ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƢỜNG SVTH: nguyễn Văn Tài-Thái Bảo Trang 8 2.2.2.Mô tơ



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
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƢỜNG SVTH: nguyễn Văn Tài-Thái Bảo Trang 10 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.
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƢỜNG SVTH: nguyễn Văn Tài-Thái Bảo Trang 12 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 đƣờng 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 lƣợng của xe lớn nhất đƣợc vận chuyển m=0,5kg
Tính lực ma sát của bộ truyền


    
Tính và kiểm tra các thông số của bộ truyền
Vì tỉ số truyền i=1 nên




Trong đó: +D là đƣờng 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=




. n=




.150= 7,2.

kw=7,2w
c)Xác định lực kéo của bộ truyền
Ta có 

 

=







Vì tỉ số truyền i, đƣờng 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: 

=



→T=



=


=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
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƢỜNG SVTH: nguyễn Văn Tài-Thái Bảo Trang 14


-Hiệu suất η=(0.95÷0.97)
-Truyền động xích đƣợc dùng khá nhiều trong các phƣơng tiện vận tải (xe đạp,
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƢỜNG SVTH: nguyễn Văn Tài-Thái Bảo Trang 15

môtô, ôtô …), máy nông nghiệp, các băng tải …
Các loại xích truyền động:
Tùy theo cấu tạo của dây xích, bộ truyền xích đƣợc 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 đƣờng kính các bánh dẫn và bị dẫn D=30 mm, bƣớc xích t=5mm
+ Chọn khoảng cách trục a=200mm
+ Tỉ số truyền i=1
+ Số lƣợng xe đƣợc vận chuyển trên băng tải là 1( trọng tải mỗi ô tô là 0.5kg),trọng
lƣợng xích q
m
=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=


=191vòng/phút






X=





 
Để nhánh xích bị dẫn không quá căng, phải giảm
khoảng cách trục một lƣợng:
∆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 F
1
và nhánh bị dẫn F
2
: 

 

=P



=6.0,2.0,5.10=6N
a : chiều dài đoạn xích tự đo bằng khoảng cách trục
g : gia tốc trọng trƣờng
k
f
: hệ số phụ thuộc độ võng xích
k
f
= 6 : khi xích nằm ngang
k
f
= 3 : khi xích nằm nghiêng < 40
0
so với phƣơng ngang
k
f
= 1 : khi xích thẳng đứng



 

 
F
2
=6+0,045=6,045 N
Có thể lấy gần đúng: F




Mà :
 


,suy ra: 











Đặt 






:hệ số răng đĩa dẫn;


Tính toán thông số bộ truyền chọn động cơ
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƢỜNG SVTH: nguyễn Văn Tài-Thái Bảo Trang 17 Công suất trên trục động cơ điện đƣợc xác định theo công thức (2.8)[1]:
P
yc =
P
td =
.
ct.P



Trong đó: P
yc
: Công suất yêu cầu trên trục động cơ (kW)
P
td
: Công suất trên trục máy công tác
η : Hiệu suất truyền động
Công suất tính toán trên trục công tác P
ct
đƣợc tính theo công thức:
P
ct =

η = 
khớp nối
. 
3
ổ lăn
. 
2
bánh răng
. 
trục
.
xích
Dựa vào bảng ta chọn đƣợc hiệu suất của các loại bộ truyền và ổ nhƣ sau:

khớp nối
= 0,99; 
ổ lăn
= 0,99; 
bánh răng
= 0,98; 
xích
= 0,93

æ trît
= 0.98


η = 0,99. 0,99
3
. 0,98




93.0

Công suất trên trục động cơ:
P
yc



=0.033(kW)
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƢỜNG SVTH: nguyễn Văn Tài-Thái Bảo Trang 18

Xác định tốc độ đồng bộ của động cơ:

Số vòng quay của trục công tác đƣợc xác định theo công thức:
n
ct
=
D

.u
sb
= n
ct
. u
btng
. u
sbh
n
sb
= 19.20.3,0=1140 (vòng/phút)
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ : n
đb

n
sb
=1452(vòng/phút)
Chọn quy cách động cơ:
Động cơ đƣợc chọn dựa vào bảng chuẩn và phải thỏa mãn điều kiện sau:
P
đc
≥ P
yc
; n
đb

n


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



=3 atm.
Dung tich V=d.S
đáy
= 12560 (mm
3
),
Lực đẩy [F] =p.S=3.10
5
.3,14.0.02
2
=377 (N)
Xy lanh đƣợc thay đổi trạng thái bởi van điện 3/2
Van điện 3/2 đƣợc 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 n
dc
=300 


Hình 4.2:Khối mặt trƣớc của CPU314
Trong đó: Các đèn báo:
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƢỜNG SVTH: nguyễn Văn Tài-Thái Bảo Trang 20 + 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 chƣơng trình.

+ RUN: Đƣa PLC vào chế độ làm việc.

+ STOP: Để PLC ở chế độ nghỉ.
Vào tƣơng tự các loại: 2 kênh, 4 kênh, 8 kênh.

Ra tƣơng tự các loại: 2 kênh, 4 kênh, 8 kênh.

Vào, ra tƣơng 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 đƣợc gán địa chỉ đơn nhƣ 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 chƣơng trình điều khiển và tổ chức việc thực hiện
chƣơng trình.



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
Chƣơng 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 đƣợc khởi phát thì giá trị thời gian cần đƣợc 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 trƣớc 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)


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
nƣớc
HT2
I0.7
Công tắc hành trình
thứ 2

HT5
I0.5
Công tắc hành trình
thứ 6 ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: VÕ QUANG TRƢỜNG SVTH: nguyễn Văn Tài-Thái Bảo Trang 24
Nguyên lí hoạt động của hệ thống nhƣ sau:
Xe đƣợc đƣa trƣớc 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 nƣớc,lau
chùi và kết thúc là sấy khô cho xe.Sau đó xe đƣợc băng tải đƣa ra ngoài.