LỜI CẢM ƠN

Qua một thời gian nghiên cứu và thc hiện, đến nay đồ án tốt nghiệp với đề
tài: “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO NHÀ GỬI XE TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC
S7 – 300 VÀ GIÁM SÁT BẰNG PHẦN MỀM WINCC” do giảng viên -Thạc sĩ Đỗ
Tuấn Khanh và Thạc sĩ Nguyễn Văn Diên hướng dẫn đã được hoàn thiện. Trong
suốt thời gian nghiên cứu và thi công đề tài, chúng em đã gặp không ít vướng mắc
nhất định và đã nhận được nhiều s giúp đỡ nhiệt thành và quý báu.
Trước tiên, cho phép chúng em gửi lời cảm ơn sâu sắc tới giảng viên - Thạc
sĩ Đỗ Tuấn Khanh và Thạc sĩ Nguyễn Văn Diên đã tin tưởng giao đồ án, chỉ đạo và
hướng dẫn tận tình trong suốt quá trình thc hiện đề tài. Chúng em cũng xin được
gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong khoa Điện - Điện tử cùng toàn
thể các bạn sinh viên lớp ĐK3 đã động viên, góp ý, tạo điều kiện thuận lợi nhất giúp
cho chúng em được hoàn thành đề tài đúng tiến độ được giao.
Do năng lc và thời gian còn hạn chế nên việc tìm thêm nhiều tài liệu làm
giàu cho đồ án còn thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được nhiều hơn nữa ý kiến
đóng góp của các thầy cô giáo, s chia sẻ tài liệu của các bạn sinh viên để chúng em
có thể hoàn thiện hơn kiến thức của mình.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
2

MỤC LỤC

2.1.4. Đặc điểm của PLC 21
2.1.5 Phân loại 21
2.1.5.1. Họ Logo 21
2.1.5.2. Họ S7 – 200 21
2.1.5.3. Họ S7 – 300 21
2.1.6. Ứng dụng của PLC trong công nghiệp 21
2.2 Kiểu dữ liệu và cấu trúc vùng nhớ 21
2.2.1. Các tín hiệu vào/ ra 22
a) Đầu vào số 22
b)Đầu ra số 22
c) Đầu vào tương t 22
d) Đầu ra tương t 22
2.2.2. Các kiểu dữ liệu 22 4

2.3. Cấu trúc phần cứng của PLC S7-300 22
2.3.1 Các khối của PLC S7-300 22
2.3.2. Modul mở rộng. 23
a.PS (Power supply): Modul nguồn nuôi có 3 loại: 2A, 5A và 10A 23
b.SM: Modul mở rộng cổng tín hiệu vào/ra 23
c. IM (Interface Modul) 23
d. FM (Function Modul): 23
e. CP (Communication Modul): 23
2.4 Cấu trúc bộ nhớ của CPU của S7-300 23
2.5.Vòng quét của chương trình 23
2. 6. Những khối OB đặc biệt 23
2.7. Ngôn ngữ lập trình của PLC S7-300 23
2.7.1. Ngôn ngữ lập trình LAD 23

4.4.3. Thi công và thiết kế phần khung mô hình nhà gửi xe 45 6

4.4.3.1.Thi công phân khung chính của mô hình 45
a. Cấu trúc chung của mô hình 45
b.Phần đế 46
c. Các tầng để xe 46
4.4.3.2. Thi công hệ thống xếp xe ra, vào 47
a.Trục chính cho việc xoay và nâng hạ cơ cấu xếp xe 47
b.Cơ cấu nâng đế để xe. 48
c. Cơ cấu xếp vào lấy ra 49
d. Cơ cấu xoay trái xoay phải 51
e. Cơ cấu nâng hạ 51
4.4.3.3. Thiết kế hệ thống cảm biến để định vị cho hệ thống cơ khí 53
CHƯƠNG 5 57
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57
5.1 Kết quả thc hiện đề tài 57
5.2 Những hạn chế của đề tài 57
5.3 Hướng phát triển và kiến nghị 58

7


Hình 4.13-b: Giao diện gửi xe 43
Hình 4.13- c: Giao diện lấy xe 44
Hình4.13-d: Phần khung chính của mô hình. 46
Hình 4.14: Các hình chiếu của cơ cấu để xe. 48
Hình 4.15: Mô phỏng 3D đế để xe. 48
Hình4.17: Cơ cấu nâng hạ đế để xe thc tế. 49
Hình 4.18: Cơ cấu xếp xe vào ra 50
Hình 4.19: Cơ cấu xếp vào lấy ra. 50
Hình 4.20: Cơ cấu xoay 51
Hình 4.21 Mô phỏng 3D cơ cấu nâng hạ 51
Hình 4.22: Cơ cấu nâng hạ 52
Hình 4.23 Cơ cấu truyền động hoàn thiện 52
Hình 4.24 Vị trí dặt các cảm biến xác định tầng 54
Hình 4.25 Vị trí các cảm biến xác định khoang 55 9

Hình 4.26 Vị trí đặt cảm biến xác định s vào ra của thanh trượt 55
Hình 4.27 Vị trí đặt cảm biến trên mô hình 56
Hình 4.28: Mô hình hoàn thiện 56 10

MỞ ĐẦU
Trong bối cảnh thế giới đang thay đổi mạnh, từ khi đất nước tiến hành đổi


được nghiên cứu và tìm hiểu những thành tu khoa học mới để có nhiều cơ hội biết
thêm về kiến thức thc tế, củng cố kiến thức đã học, phục vụ tốt cho s nghiệp công
nghiệp hóa hiện đại hóa.Vì vậy sau khi tham khảo và tìm hiểu về công nghệ gara
ôtô t động trên thế giới nhóm chúng em đã đề xuất ý tưởng và dưới s ủng hộ và
hướng dẫn của Th.s ĐỖ TUẤN KHANH và Th.s NGUYỄN VĂN DIÊN, nhóm
chúng em đã được giao nghiên cứu và hoàn thành đề tài : “ Thiết kế và chế tạo mô
hình nhà để xe t động điều khiển bằng PLC S7-300 và giám sát bằng phần mềm
WINCC”.
Bản thuyết minh của chúng em gồm những nội dung sau:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống gara ô tô t động.
Chương 2: Tổng quan về PLC S7 – 300.
Chương 3: Tổng quan về WINCC.
Chương 4: Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát gara ô tô t động.
Chương 5: Kiến nghị và hướng phát triển trong tương lai.
 Mục đích nghiên cứu của đồ án :
Đồ án hoàn thành thỏa mãn 3 nhiệm vụ chính sau:
- Thiết kế và chế tạo thành công mô hình gara ô tô nhiều tầng t động.
- Viết được chương trình điều khiển hệ thống gửi xe t động ứng với mô
hình thật bằng phần mềm SIMATIC S7-300.
- Mô phỏng thành công chương trình giám sát hệ thống gửi xe t động bằng
phần mềm WINCC.
 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài:
Đối tượng mà đề tài hướng tới và cần hoàn thành bao gồm:
- Gara gửi xe nhiều tầng t động (gồm 2 tầng vầ mỗi tầng gồm có 10
khoang).
- Nghiên cứu và ứng dụng phần mềm SIMATIC S7-300 phục vụ việc lập
trình và kết nối với bộ PLC.
- Sử dụng thành thạo phần mềm WINCC ứng dụng vào việc giám sát, điều
khiển và thu thập dữ liệu của hệ thống t động hóa.

giới hoạch định một bài toán khó.
Hiện nay, để giải quyết vấn đề giống như các đô thị Viêt Nam đang phải
đối mặt này nhiều nước trên thế giới đã đưa ra nhiều biện pháp nhằm hạn chế phần
nào việc trưng dụng lòng đường làm nơi để xe gây ùn tắc giao thông. Các biện pháp
đó là:

1.2. Hệ thống đỗ xe tự động trên thế giới.
1.2.1. Giải pháp xếp chồng Auto stacker.
Sử dụng một hệ thống thủy lc để nâng nhiều ô tô xếp cạnh nhau lên một
tầng cao, để dành chỗ cho các xe khác ở phía dưới. Tuy nhiên giải pháp này chỉ phù
hợp với quy mô nhỏ ( một hoặc vài hộ gia đình), mang lại hiệu quả kinh tế không
cao.

Hình 1.1: Hệ thống đỗ xe xếp chồng. 14

1.2.2. Giải pháp nhà gửi xe nhiều tầng.
Một bãi đỗ xe nhiều tầng với các đường dốc để khách t lái xe vào và ra khỏi
khu gửi xe. Mức độ t động hóa tương đối thấp ( chỉ gồm các máy bán vé và hệ
thống đóng mở cửa t động). Giải pháp này tuy phổ biến nhưng chưa thỏa đáng về
việc sử dụng không gian, cũng như một số yêu cầu khác như ( an toàn cho xe và
người, gara nhiễm độc do khí thải của ô tô).

Hình 1.2: Mô hình nhà để xe nhiều tầng.

1.2.3. Giải pháp nhà để xe tự động hóa (above ground automated- parking).
Phương pháp này là một bước cải tiến so với 2 giải pháp, nó có sức chứa
tăng gấp hai lần so với kiểu automated parking có cùng diện tích sàn nhờ: loại bỏ


chỉ cần thanh toán ở quầy thu tiền và cho thẻ vào máy đọc. Chiếc xe được hệ thống
t động định vị và giao trả ở ngõ ra trong thời gian tối đa hai phút.
b. Ưu điểm
Chiếm dụng ít diện tích đất do ô tô được dịch chuyển bằng thang máy theo
phương thẳng đứng, không cần các đường dốc và lối dành cho ô tô chạy. Khả năng
chứa xe được nâng lên tối đa do không gian cần thiết để đỗ ô tô giảm còn một nửa
so với kiểu xe Driver in.
Thuận tiện đối với khách gửi xe: toàn bộ việc gửi và nhận xe diễn ra ở tầng
trệt với thời gian tối thiểu. Xe không bị va quệt và trầy xước vì mỗi xe được đặt trên
một palet riêng biệt, và không rời pallet trong suốt thời gian gửi và giao nhận xe.
Lợi ích đối với chủ sở hữu nhà xe: chi phí duy tu bảo quản thấp do không
có nhu cầu lái xe và đi lại trong khu vc đỗ xe, nên có thể giảm chiếu sáng đến mức
tối thiểu ở đây. Hơn nữa, do các xe đều được tắt máy nên yêu cầu thông gió để giải
phóng khí thải độc hại là không đáng kể. Hiệu quả đầu tư cao.

1.2.4. Giải pháp nhà gửi xe tự động dạng lộ thiên
Là hệ thống mang lại hiệu quả cao cho các diện tích nhỏ và tập trung trên
mặt đất, hệ thống đỗ xe dạng xếp hình tròn là loại giải pháp kỹ thuật trong đó xe
được đặt trên các bàn nâng (pallet) các pallet này di chuyển xoay vòng 360
o
quanh
trục cố định có thể đảo chiều quay.
Hệ thống được lập trình để chọn cách thức di chuyển xe sao cho có thể lấy xe
ra nhanh nhất.
Hệ thống có đặc điểm chính:
+ Tận dụng chỗ trống trên mặt đất để đỗ xe, có thể lắp nhiều hệ thống liên
tiếp nhau để xe từ dưới mặt đất.
+ Có thể lắp đặt độc lập hoặc có thể lắp đặt ngay trong toà nhà cao tầng.


phố.

Hình 1.8: Phía trên một bãi đỗ xe tự động dạng ngầm tại Ý.

Có thể bố trí nhà gửi xe ngầm trong khu vc đông đúc, gần các tòa nhà hiện
hữu, bên dưới hoặc gần các công trình mới. Thiết kế đặc biệt của nó còn có tác dụng
như một phần của hệ thống nền móng công trình ( như khách sạn, tòa nhà văn
phòng…) ở bên trên.

1.3. Lựa chọn giải pháp cho đề tài.
Xây dng nhà để xe t động là giải pháp tốt nhất cho bài toán đậu xe tại các
thành phố lớn của nước ta. Nhóm làm đề tài trên cơ sở phân tích tính khả thi của các
d án khi áp dụng vào Việt Nam, cũng như các đặc điểm khác chúng em quyết định
chọn mô hình bãi đỗ xe lộ thiên hình trụ để nghiên cứu và chế tạo.
Thc tế,Việt Nam là nước đang phát triển vì vậy kinh phí dành cho việc giải
quyết mặt bằng giao thông còn nhiều hạn chế, việc đầu tư cho một hệ thống lấy xe 19

và gửi xe hoàn toàn t động với tính bảo mật cao là một bài toán khó cho các nhà
đầu tư và hoạch định các d án mang tính lâu dài.
Các giải pháp mà các nhà đầu tư trên thế giới đã áp dụng thành công đều hội
tụ rất nhiều ưu điểm, tuy nhiên một giải pháp mới sẽ tối ưu hơn khi nó thc s phù
hợp với túi tiền của nhà đầu tư và của người sử dụng. Chính vì vậy, nhóm chúng em
đã da vào điều kiện thc tế của Việt Nam và những ưu điểm nổi trội của “ Giải
pháp nhà để xe lộ thiên hình trụ” để đưa ra hướng giải quyết cuối cùng cho đề tài,
với các ưu điểm đó chính là:
+ Tăng không gian chứa xe do tiết kiệm được các chỗ trống không cần thiết
so với nhà để xe truyền thống.
21

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ PLC

2.1. PLC
2.1.1.Định nghĩa PLC
PLC ( viết tắt programmable logic controller) : bộ điều khiển khả trình. Là
một thiết bị điều khiển sử dụng một bộ nhớ có thể lập trình bộ nhớ này có thể lưu
trữ các cấu trúc lệnh ( logic, thời gian, bộ đếm, các hàm toán học)…để thc hiện
các chức năng điều khiển.

Hình 2.1 PLC thực hiện chức năng điều khiển.
2.1.2. Cơ sở phát triển
Hệ điều khiển cổ điển
Hệ điều khiển sử dụng PLC
2.1.3. Cấu trúc PLC
2.1.4. Đặc điểm của PLC
2.1.5 Phân loại
2.1.5.1. Họ Logo
2.1.5.2. Họ S7 – 200
2.1.5.3. Họ S7 – 300
2.1.6. Ứng dụng của PLC trong công nghiệp
2.2 Kiểu dữ liệu và cấu trúc vùng nhớ


2.3.2. Modul mở rộng.
a.PS (Power supply): Modul nguồn nuôi có 3 loại: 2A, 5A và 10A
b.SM: Modul mở rộng cổng tín hiệu vào/ra
c. IM (Interface Modul)
d. FM (Function Modul):
e. CP (Communication Modul):
2.4 Cấu trúc bộ nhớ của CPU của S7-300
2.5.Vòng quét của chương trình Hình 2.3: Quá trình hoạt động của một vòng quét.
2. 6. Những khối OB đặc biệt
2.7. Ngôn ngữ lập trình của PLC S7-300
2.7.1. Ngôn ngữ lập trình LAD
2.7.2. Ngôn ngữ lập trình FBD
2.7.3. Ngôn ngữ lập trình STL
 Kết luận chương III
Chương này chúng em đã đề cập một số vấn đề sau:
- Bộ điều khiển lập trình PLC, tổng quan về PLC
- Nêu ưu điểm khi sử dụng PLC
- Cấu tạovà ứng dụng của PLC
Trình bày hệ thống điều khiển PLC S7-300, kỹ thuật lập trình và quy trình
thiết kế chương trình điều khiển dùng PLC.


Pentum II 266 MHz
Pentum II 400 MHz
RAM
96 MB
128 MB
Graphics Controller (Card màn hình)
SVGA (4MB)
XGA (8MB)
Resolution (Độ phân giải)
800*600
1024*768
Hard Disk (Lượng đĩa cứng trống)
500 MB trống
>500 MB
Các loại Project.
CD-ROM Drive
CD-ROM Drive

WinCC cung cấp nhiều loại d án khác nhau tùy theo yêu cầu công việc và
quy mô của d án.
 D án đơn (Single-User Project).
Một d án đơn thc chất là một trạm vận hành đơn, việc tạo cấu hình, chạy
thời gian thc, cũng như kết nối bus quá trình và lưu trữ dữ liệu của d án đều được
thc hiện trên máy tính này. 25 Hình 3.1: Cấu trúc của dự án đơn.