BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỖ HOÀNG THÔNG
TÊN ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH
BÃI ĐỖ XE CAO TẦNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
(Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử)
NHA TRANG, THÁNG 6 NĂM 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
con đƣờng mà em đã chọn là đúng đắn. Đặc biệt ngành điện – tự động hóa là ngành mà
xã hội hiện nay đang cần nguồn nhân lực chất lƣợng cao.
Khi đƣợc giao đồ án tốt nghiệp, xác định đây là công việc quan trọng để nhằm đánh
giá lại toàn bộ kiến thức mà mình đã tiếp thu, với đề tài: “Nghiên cứu thiết kế và chế
tạo mô hình Bãi đỗ xe cao tầng”. Đây là một đề tài còn khá mới mẻ tại Việt Nam.
Qua gần 4 tháng thực hiện đề tài, với sự ý thức và sự nỗ lực của bản thân và đƣợc
các thầy, cô, đặc biệt là thầy giáo Thạc sĩ Bùi Thúc Minh đã hƣớng dẫn, giúp đỡ tận
tình. Em đã kết thúc công việc đƣợc giao. Tuy nhiên với kiến thức còn hạn chế nên đồ
án còn nhiều thiếu sót vì vậy kính mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để em tiếp
thu chỉnh sửa, để đồ án này hoàn thiện hơn và đƣợc ứng dụng vào thực tế.
Qua bản đồ án này, em xin đƣợc bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến thầy giáo Thạc
sĩ Bùi Thúc Minh, cùng toàn thể thầy cô giáo trong khoa và nhà trƣờng đã giúp đỡ và
tạo mọi điều kiện thuận lợi để hôm nay em hoàn thành đồ án này.
Nha trang, tháng 6 năm 2014
Sinh viên
Đỗ Hoàng Thông
ii
GVHD: ThS Bùi Thúc Minh SVTH: Đỗ Hoàng Thông
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH viii
MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG 4
1.1. TÌNH HÌNH BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG Ở NƢỚC TA 4
1.2. GIỚI THIỆU BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG 5
1.2.1. Khái niệm, sự hình thành và phát triển 5
2.2.2.2 Tính chọn Relay trung gian 22
2.2.3. Tính chọn cảm biến 22
2.3. CÁC YÊU CẦU VỀ MÔ HÌNH 23
2.3.1. Các yêu cầu về cơ khí 23
2.3.2. Các yêu cầu về chƣơng trình 23
CHƢƠNG 3. MÔ HÌNH BÃI ĐỖ XE CAO TẦNG 24
3.1. CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG 24
3.1.1. Cơ cấu truyền động ngang 24
3.1.2. Cơ cấu truyền động nâng, hạ 25
3.1.3. Pallet 25
3.2. NHÀ GIỮ XE 26
3.3. MỘT SỐ HÌNH ẢNH MÔ HÌNH 27
3.3. SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ SƠ ĐỒ KẾT NỐI PLC IVC1-2416MAR 32
3.3.1. Sơ đồ mạch động lực 32
3.3.2. Sơ đồ kết nối PLC IVC1-2416MAR 33
3.4. HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG MÔ HÌNH 34
iv
GVHD: ThS Bùi Thúc Minh SVTH: Đỗ Hoàng Thông
3.4.1. Nối dây hệ thống 34
3.4.1.1. Bảng nối dây 34
3.4.1.2. Cách nối dây. 36
3.4.2. Vận hành hệ thống 37
3.4.2.1. Quy định ô chứa xe 37
3.4.2.2. Quy trình vận hành 38
3.5. ĐÁNH GIÁ MÔ HÌNH 39
CHƢƠNG 4. CÁC THIẾT BỊ DÙNG TRONG MÔ HÌNH 40
4.1. ĐỘNG CƠ HỘP SỐ 24VDC 40
4.2. ĐỘNG CƠ HỘP SỐ 12VDC 40
5.3. RELAY TRUNG GIAN OMRON LY2N AC220/240 41
5.3.3.5. Lệnh reset 59
5.3.3.6. Timer đóng chậm TON 59
5.3.3.7. Timer mở chậm TOF 60
5.3.3.8. Bộ đếm lên Counter up (CTU) 61
CHƢƠNG 6. CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 62
6.1. PHÂN BỐ ĐẦU VÀO, ĐẦU RA 62
6.2. LƢU ĐỒ THUẬT TOÁN 64
6.3. CHƢƠNG TRÌNH 71
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 87
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO 90
vi
GVHD: ThS Bùi Thúc Minh SVTH: Đỗ Hoàng Thông
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AC Alternating Current
AFTA Asean Free Trade Area
ASEAN Association of Southeast Asian Nations
CPU Center processing unit
CTD Counter Down
CTU Counter Up
DC Drect Current
I/O Input/Output
LAD Ladder Diagram
PC Personal Computer
Hình 2.2 Thanh trƣợt bi 19
Hình 2.3 Phác họa cơ cấu truyền động 20
Hình 3.1 Cơ cấu truyền động ngang 24
Hình 3.2 Cơ cấu truyền động nâng, hạ 25
Hình 3.3 Mặt trên pallet 25
Hình 3.4 Mặt dƣới pallet 26
Hình 3.5 Mặt trƣớc nhà giữ xe 26
Hình 3.6 Mặt ngang nhà giữ xe 27
Hình 3.7 Pallet 27
Hình 3.8 Truyền động dọc 28
Hình 3.9 Truyền động ngang 29
Hình 3.10 Nhà giữ xe 30
Hình 3.11 Mô hình bãi đỗ xe cao tầng 31
Hình 3.12 Sơ đồ mạch động lực 32
ix
GVHD: ThS Bùi Thúc Minh SVTH: Đỗ Hoàng Thông
Hình 3.13 Sơ đồ nối dây PLC IVC1-2416MAR 33
Hình 3.14 Input 34
Hình 3.15 Rơ le trung gian 34
Hình 3.16 Bộ động cơ hệ thống 35
Hình 3.17 Module PLC IVC1-2416MAR 35
Hình 3.18 PLC 27-1200 36
Hình 3.19 Bảng điều khiển 38
Hình 4.1 Động cơ hộp số 24VDC 40
Hình 4.2 Động cơ hộp số 12VDC 40
Hình 4.3 Relay LY2N AC220/240 41
Hình 4.4 Sơ đồ chân Relay LY2N AC220/240 42
Hình 4.5 SHARP GP1A73A1 43
Hình 4.6 E3F-DS4C30 43
Hình 5.23 Ví dụ lệnh reset 59
Hình 5.25 Ví dụ timer TON 60
Hình 5.26 Đồ thị timer TON 60
Hình 5.27 Lệnh timer TOF 60
Hình 5.28 Ví dụ timer TOF 60
Hình 5.29 Đồ thị timer TOF 61
Hình 5.30 Lệnh Counter up 61
Hình 5.31 Ví dụ counter up 61
Hình 5.32 Đồ thị counter up 61
Hình 6.1 Lƣu đồ thuật toán 64
Hình 6.2 Lƣu đồ thuật toán (tiếp theo) 65
Hình 6.3 Lƣu đồ thuật toán (tiếp theo) 66
Hình 6.4 Lƣu đồ thuật toán (tiếp theo) 67
Hình 6.5 Lƣu đồ thực hiện chƣơng trình (tiếp theo) 68
xi
GVHD: ThS Bùi Thúc Minh SVTH: Đỗ Hoàng Thông
Hình 6.6 Lƣu đồ thuật toán (tiếp theo) 69
Hình 6.7 Lƣu đồ thuật toán (tiếp theo) 70
1
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình bãi đỗ xe cao tầng
GVHD: ThS Bùi Thúc Minh SVTH: Đỗ Hoàng Thông
MỞ ĐẦU
Lí do chọn đề tài: Việt Nam đang tiến dần lên thời kỳ quá độ chủ nghĩa xã hội
và đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa là cƣơng lĩnh chính trị của Đại hội Đảng
lần thứ XI (2013) và mục tiêu cơ bản của nƣớc ta. Sự tất yếu đó là kéo theo đời sống
nhân dân đƣợc nâng cao, số lƣợng phƣơng tiện giao thông ngày càng tăng. Với một đất
nƣớc từng trải qua giai đoạn kinh tế kém phát triển do đó hình thành nên một xã hội xe
2
/phƣơng tiện, Thành phố Hồ Chí Minh: 13 m
2
/phƣơng tiện, Singapore: 25
m
2
/phƣơng tiện. Thiếu chỗ đỗ xe nên ở Hà Nội bây giờ, nhiều con phố cả vỉa hè và
lòng đƣờng đều trở thành chỗ đỗ xe. Trên hầu hết các tuyến phố lớn nhỏ của Hà Nội
hiện nay, đi đâu ngƣời cũng bắt gặp những chiếc xe ôtô đỗ dƣới lòng đƣờng, vỉa hè,
gây mất mỹ quan đô thị [5].
Để giải quyết vấn đề giống nhƣ các đô thị Việt Nam đang đối mặt này, nhiều
nƣớc trên thế giới đã sử dụng hệ thống đỗ xe tự động (Automatic Car Parking), không
chỉ các nƣớc đất chật ngƣời đông ở Châu Á nhƣ Nhật Bản, Hàn Quốc, Singapore… mà
còn có cả các nƣớc Châu Âu và Châu Mỹ. Tại các nƣớc này, các công ty kinh doanh
bãi giữ xe tự động đƣợc chính phủ, nhà nƣớc khuyến khích, tạo nhiều ƣu đãi, thuận lợi.
Và thực tế đã cho thấy các hệ thống này giải quyết rất tốt thực trạng của ngành giao
thông sở tại.
Với những đòi hỏi của thực tiễn nhƣ đã nêu trên, chắc chắn hệ thống đỗ xe tự
động sẽ là một xu thế ở nƣớc ta trong tƣơng lai. Vì thế, để đón đầu trƣớc công nghệ
mới này, em đã chọn đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình bãi đỗ xe cao
tầng”, một phân khúc trong hệ thống đỗ xe tự động.
Mục đích nghiên cứu: Chế tạo mô hình bãi đỗ xe cao tầng phục vụ thí nghiệm,
thực hành điều khiển lập trình dùng PLC.
Đối tượng nghiên cứu:
- Hệ thống bãi đỗ xe cao tầng.
- Thiết bị lập trình điều khiển PLC IVC1-2416MAR.
- Phần mềm lập trình AutoStation.
Phạm vi nghiên cứu:
- Thiết kế, chế tạo mô hình bãi đỗ xe cao tầng.
3
một vị trí đỗ xe) nên giải pháp bãi đỗ xe tự động là phƣơng án mà chúng ta
nên hƣớng tới. Hệ thống bãi đỗ xe tự động đã bắt đầu manh nha ở Việt Nam những
năm gần đây, nhƣng số lƣợng chỉ đếm trên đầu ngón tay. Một số công ty tại Việt Nam
đã đi tiên phong trong lĩnh vực này nhƣ Công ty cổ phần Đầu tƣ và Công nghệ Việt
Nam (INVETECH) , Công ty cơ khí cầu trục NMC… đều đi theo công nghệ và thiết bị
chuyển giao từ Nhật Bản và Hàn Quốc.
Ngày 10/5/2011, bãi đỗ xe ôtô tự động đầu tiên tại Việt Nam đã đi vào hoạt
động tại tòa nhà Thảo Điền ở Thành phố Hồ Chí Minh. Chỉ vẻn vẹn 66 m
2
và âm sâu
vào lòng đất 8 m nhƣng có thể chứa đƣợc 12 xe ôtô 4 – 7 chỗ. Hệ thống đỗ xe theo
phƣơng pháp xoay vòng ngang và đƣợc điều khiển bằng PLC với tổng vốn đầu tƣ hơn
300.000 USD.
5
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình bãi đỗ xe cao tầng
GVHD: ThS Bùi Thúc Minh SVTH: Đỗ Hoàng Thông
Hình 1.1 Hệ thống đỗ xe tự động tại cao ốc Thảo Điền
Ngày 16/7/2012, bãi đỗ xe ôtô tự động đầu tiên tại Hà Nội chính thức đi vào
hoạt động với vốn đầu tƣ 13 tỷ đồng. Hệ thống đỗ xe 5 tầng, 4 khoang lắp bằng khung
thép có sức chứa 30 ôtô loại 7 chỗ ngồi trở xuống.
Ngoài ra còn có các bãi đỗ xe ôtô tự động đã đi vào hoạt động nhƣ tại tòa nhà
Hải Vân Nam (132 Hàm Nghi, TP HCM), tòa nhà Nguyễn Huệ (Q1, TPHCM), tòa nhà
Ngọc Khánh (Ba Đình, Hà Nội), tòa nhà Viettrans (Lý Nam Đế, Hà Nội)….
1.2. GIỚI THIỆU BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG
7
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình bãi đỗ xe cao tầng
GVHD: ThS Bùi Thúc Minh SVTH: Đỗ Hoàng Thông
Loại quy mô nhỏ: Chứa từ 20 đến 50 xe.
Loại quy mô vừa: Chứa từ 50 đến 100 xe.
Loại quy mô lớn: Lớn hơn 100 xe.
1.2.2.2. Hệ số sử dụng diện tích
Hệ số sử dụng diện tích là tỷ số giữa diện tích mặt đất và số lƣợng xe giữ tối đa.
Thông số này phụ thuộc vào hệ thống sử dụng cũng nhƣ chiều cao công trình. Nó cho
ta biết mức độ sử dụng đất, từ đó chúng ta phải thiết kế mô hình và lựa chọn hệ thống
sao cho hệ số này là tối ƣu nhất.
1.2.2.3. Thời gian nhận hoặc trả xe
Đây là một thông số quan trọng thể hiện mức độ hiệu quả của hệ thống. Nó phụ
thuộc chủ yếu vào hai yếu tố sau:
- Tốc độ di chuyển của các thiết bị nâng chuyển: Bao gồm tốc độ nâng, tốc độ di
chuyển ngang và tốc độ di chuyển xe từ khung nâng vào các ô lƣu trữ. Các
thông số tốc độ đƣợc chọn theo các tiêu chuẩn quy định đối với các máy nâng
chuyển.
- Hành trình di chuyển của các thiết bị nâng - chuyển: Là thông số rất quan trọng.
Nó phải là con đƣờng ngắn nhất có thể. Do đó, thông số này đƣợc chọn theo
phƣơng án tối ƣu nhất, hoặc phụ thuộc vào sự bố trí các hệ thống nâng - chuyển
sao cho tối ƣu nhất.
1.2.4. Lợi ích của bãi đỗ xe tự động
- Tiết kiệm diện tích: Hệ thống tận dụng toàn bộ thể tích không gian nhờ vào khai
thác chiều cao của không gian. Bằng việc lƣu giữ xe ở độ cao nhất định so với
mặt đất, số lƣợng xe mà một trạm đỗ xe tự động có thể chứa gấp hàng chục lần
so với một bãi đỗ ôtô thông thƣờng. Ví dụ nhƣ với diện tích trên mặt đất có thể
chứa tối đa là 8 xe. Nhƣng khi xây dựng bãi đỗ xe tự động trên diện tích này
chúng ta có thể chứa khoảng 100 chiếc xe ôtô.
9
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình bãi đỗ xe cao tầng
GVHD: ThS Bùi Thúc Minh SVTH: Đỗ Hoàng Thông
1.3. CÁC HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG HIỆN NAY
1.3.1. Đỗ xe tự động hệ thống dùng thang máy
Với hệ thống đỗ xe tự động dùng thang máy, lái xe sẽ đƣa xe vào buồng thang
máy, thang nâng xe đến tầng đỗ xe, ngƣời lái đƣa xe ra khỏi thang máy và lái xe vào vị
trí đỗ.
Hình 1.3 Hệ thống dùng thang máy
Đặc điểm đỗ xe tự động dùng thang máy [6]:
- Tiết kiệm diện tích đƣờng di chuyển nội bộ của xe khi lên xuống giữa các tầng
bên trong bãi đỗ xe, tuy nhiên vẫn tốn diện tích di chuyển cho xe trong từng
tầng.
- Tốc độ nâng hạ chậm do có xe và ngƣời với hệ thống 1 thang máy thì thời gian
lấy xe ra vào rất lâu
- Hiện nay đỗ xe tự động này ít phổ biến.
1.3.2. Đỗ xe tự động hệ thống dạng xếp hình
Hình 1.4 Hệ thống dạng xếp hình
10
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình bãi đỗ xe cao tầng
GVHD: ThS Bùi Thúc Minh SVTH: Đỗ Hoàng Thông
Đỗ xe tự động dạng xếp hình lắp đặt rất phổ biến ngoài trời trên các đƣờng phố.
Hệ thống đỗ xe tự động này thƣờng có số lƣợng nhỏ (10 – 30 xe), rất cơ động và lấy xe
nhanh chóng, dễ dàng. Lắp thông dụng cho các công trình qui mô nhỏ (1 tầng hầm đỗ
xe) để tăng số lƣợng đỗ xe, rất phù hợp cho việc điều chỉnh thiết kế tự lái thông thƣờng
tối ƣu của hệ thống: 6-38 xe. Điều khiển đơn giản với màn hình cảm ứng (Touch
screen).
Hệ thống đỗ xe tự động này rất phù hợp cho các công trình tòa nhà có qui mô đỗ
xe nhỏ. Hình dạng khu đất thƣờng là hình chữ nhật với 1 cạnh ngắn và 1 cạnh dài.
Hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng tầng của dự án Thảo Điền tại TP. HCM có
sức chứa 14 xe, trên diện tích 12 m x 6,5 m (78 m
2
) và 3 tầng xe với chiều sâu hầm 8
m. Với tốc độ nâng 14m/phút và tốc độ di chuyển tầng 20 m/phút, thời gian lấy, gửi xe
trung bình là 1,5 phút [6].
12
Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình bãi đỗ xe cao tầng
GVHD: ThS Bùi Thúc Minh SVTH: Đỗ Hoàng Thông
1.3.5. Đỗ xe tự động hệ thống xoay vòng ngang
Hệ thống đỗ xe tự động xoay vòng ngang rất phù hợp cho các công trình tòa nhà
có qui mô đỗ xe nhỏ. Hình dạng khu đất thƣờng là hình gần vuông với hai cạnh gần
bằng nhau [6]. Hình 1.7 Hệ thống xoay vòng ngang
1.3.6. Đỗ xe tự động hệ thống tháp xe
Hình 1.8 Hệ thống tháp xe
Copyright: Tài liệu đại học ©