Thiết kế hệ thống rửa xe tự động

GVHD: TS. Trần Đức Toàn
SV: Nguyễn Quang Sơn

LỜI NÓI ĐẦU
Cuộc sống gắn liền với sự tiện lợi, được sử dung 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 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

…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Giáo viên hướng dẫn

3


Thiết kế hệ thống rửa xe tự động

GVHD: TS. Trần Đức Toàn
SV: Nguyễn Quang Sơn

NHẬN XÉT
Của giáo viên hướng dẫn
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

phát triển. mở rộng các thành phố, xây dựng thành phố xanh-sạch-đẹp. Nhưng
khi đã phát triển thì lượng phương tiện xe ô tô cũng nhiều, hệ thống giao
thông chưa đồng bộ nên cát bụi do xe ô tô mang từ ngoại thành, và các công
trình đang xây dựng vào thành phố nhiều, làm ô nhiễm môi trường. Để giảm
thiểu lượng bụi cho thành phố thì phải xử lý những chiếc xe ô tô trước khi vào
thành phố. Để giải quyết vẫn đề đó thì nhóm chúng em đã có ý tưởng làm
“Mô hình nhà rửa xe ô tô tự động” để có thể ứng dụng thực tế trong tương
lai gần.

Hình 1.1: người dân tham gia giao thông trong biển bụi
Chúng em quyết định xây dựng và chọn làm đề tài rửa xe ô tô tự động
nhằm mục đích giảm lượng bụi bẩn trong thành phố, bảo vệ môi trường, thời

5


Thiết kế hệ thống rửa xe tự động

GVHD: TS. Trần Đức Toàn
SV: Nguyễn Quang Sơn
gian rửa xe ít mà hiệu quả đạt được cao nhất. Tạo cho thành phố xanh-sạchđẹp hơn và cuộc sống trong không khí trong lành cho người dân
1.2 Yêu cầu của đề tài
- Mô hình dễ sử dụng.
- Mô hình có sự kết hợp hài hoà về hình dáng và màu sắc, độ thẩm mỹ
cao
- Kết cấu khung đỡ của mô hình được làm từ nhôm ống vuông có khả
năng chống đỡ, độ bền cao và nhẹ, kiểu dáng cơ khí đáp ứng hài hoà về thẫm
mỹ và kiểu dáng công nghiệp
- Khung chính mô hình được làm bằng vật liệu nhôm, nhẹ, chắc chắn,
thẩm mỹ đẹp.

này.
- Bộ phận truyền động bằng xích, với sự chắc chắn đến từng milimet,
động cơ giảm tốc một chiều với tốc độ thấp không gây nguy hiểm cho người
học và được che chắn cẩn thận
- Cơ cấu sử dụng băng tải xích, động cơ giảm tốc nên độ chính xác cao
tuyệt đối.

7


Thiết kế hệ thống rửa xe tự động

GVHD: TS. Trần Đức Toàn
SV: Nguyễn Quang Sơn
Chương II: CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN,ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN
2.1

Lựa chọn thiết bị đầu vào

2.1.1 Nút ấn
Nút ấn là nút không giữ và có bóng đèn nằm bên trong.
Nút ấn sử dụng điện áp một chiều 24vDC cho cả bóng nằm phía trong nút, tất
cả có 3 màu.
-

Màu xanh ( start) nút khởi động

-

Màu đỏ (stop) nút dừng

NO

Hình 2.17 Hình ảnh và cấu tạo của công tắc hành trình
Thông số kỹ thuật
Điện áp định mức

250v

Dòng định mức

5A

Khối lượng
Số lượng

190 Gram
5 cái

2.2

Lựa chọn thiết bị relay và contactor modunl

2.2.1 Relay modunl (khối rơle trung gian)
Rơle trung gian làm chức năng thực hiện các theo tác trung gian, hoặc
đi đóng cắt cuộn dây khống chế của công tắc tơ, aptômat hoặc máy cắt điện.
Vì thế, rơle trung gian thường có nhiều tiếp điểm, kể cả tiếp điểm thường mở
và thường đóng.

9



14

Hình 2.20 Hình ảnh và cấu tạo của rơle trung gian
2.3

Lựa chọn thiết bị đầu ra

2.3.1 Động cơ giảm tốc
Động cơ giảm tốc 24vDC công suất 15w
Bộ giảm tốc Planet bánh răng thép, hệ số giảm tốc 65:5, chiều dài L =
9.5cm.

10


Thiết kế hệ thống rửa xe tự động

GVHD: TS. Trần Đức Toàn
SV: Nguyễn Quang Sơn

Hình 2.24 Hình ảnh của động cơ giảm tốc

Điện áp vào

24vDC

Dòng định mức

0.5 A

Thông số kỹ thuật
Điện áp vào

24vDC

Dòng định mức

0.2 A

Công suất

4.8w

Hệ số giảm tốc

0

Số lượng

4

2.3.5: Máy bơm nước

Loại máy
Điện áp vào

24

Dòng định mức


6.5A

Công suất

156w

Điện áp vào

220v AC

Kích thước

Dài = 25cm
Rộng=15cm

Mã hiệu
- Máy biến áp
Nguồn vào 220v AC, 6 đầu ra thứ tự (6v-9v-12v-15v-18v-24v)

13


Thiết kế hệ thống rửa xe tự động

GVHD: TS. Trần Đức Toàn
SV: Nguyễn Quang Sơn
Hình 2.31 Hình ảnh máy biến áp 220VAC-(6v-9v-12v-15v-18v24v)DC

Thông số kỹ thuật
Điện áp ra

SV: Nguyễn Quang Sơn
24VDC

ATM

R1

R2

ÐC 24V
DC

OFF

ON
T

24 V

R2
R1

0V

R0
T

R1
R2


T

24 V

ATM

R1

0V

R2
R1

R2

ÐC 24V
DC

T

Hình 3.2 Sơ đồ động lực và điều khiển Mạch khống chế động cơ dùng
rơle thời gian
- Nguyên lý hoạt động
Cấp điện cho mạch, ấn on rơ le trung gian R1 có điện đóng tiếp điểm
thường mở để duy trì. Đồng thời R2 và T có điện, R2 cấp nguồn cho M1 động
cơ làm việc, khi đó thời gian bắt đầu đếm thời gian khi thời gian hết tiếp điểm
thường đóng của rơ le thời gian mở ra cắt rơ le R1 tiếp điểm duy trì của R1
mạch điều khiển mất điện.

16


R1
R0
LS1

T
R2

T

R0

17

0V


Thiết kế hệ thống rửa xe tự động

GVHD: TS. Trần Đức Toàn
SV: Nguyễn Quang Sơn
Hình 3.4 Sơ đồ động lực và điều khiển Mạch điều khiển động cơ dùng công
tắc hành trình
- Cấp điện cho mạch, ấn ON, R0 có điện, đóng tiếp điểm thường mở

của R0 để duy trì, R1 có điện đóng các tiếp điểm thường mở của R1 bên động
lực làm M1 hoạt động đưa sản phẩm tới tác động Ls1 đóng lại đồng thời tiếp
điểm thường đóng của Ls1 mở ra tắt điện R1 làm M1 ngừng hoạt động R2 có
điện đóng các tiếp điểm thường mở của R2 bên động lực, M2 hoạt động, sau
thời gian cài đặt T, tiếp điểm thường đón mở chậm của T được mở ra R2 mất

sinh viên.
 Công tác chuẩn bị
1. Dụng cụ:

- Bộ đồ nghề điện

- Đồng hồ vạn năng
2. Vật tư:

- Cáp nguồn 3 pha
- Dây nối
- Giắc cắm

18


Thiết kế hệ thống rửa xe tự động

3.
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

01
01

Ghi chú
K
CD
CC
KBĐ
D, M
RN

Bảng 3.1: bảng thiết bị


Nội dung bài

1.
Phân tích yêu cầu công nghệ
Theo yêu cầu công nghệ, đối với các động cơ có công suất nhỏ, nếu
như trước đây thường sử dụng khởi động động cơ bằng cách sử dụng cầu dao,
át tô mát đóng cắt nguồn điện cấp cho động cơ, dẫn đến một thực trạng không
đảm bảo về mặt an toàn trong khi làm việc cũng như sự cố. Chính vì vậy để
thay thế cầu dao, át tô mát, ta sử dụng thiết bị công tắc tơ kết hợp với rơle
nhiệt bảo vệ quá tải ( hay còn gọi là bộ khởi động từ đơn ). Mạch điều khiển
này đảm bảo về mặt an toàn cho người cũng như thiết bị, hạn chế của mạch
này là chỉ áp dụng cho những động cơ có công suất nhỏ ( khởi động trực tiếp).
Trong nội dung bài học này, ta sử dụng PLC S7 – 200 để điều khiển
quá trình mở máy động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha rô to lồng sóc
quay 1 chiều, mở máy trực tiếp.
Quy trình công nghệ như sau:

M

LV

Wth

K

CC

M

K

0

Mc Mmm

K
RN

KĐB

Hình 3.9a

Hình 3.9b

Hình.3.8 Sơ đồ điều khiển động cơ KĐB xoay chiều 3 pha rôto lồng
sóc quay 1 chiều, mở máy trực tiếp (a) và đặc tính cơ khi mở máy (b).
2.


Hình 3.9: chương trình điều khiển dạng ladder (LAD) Điều khiển động
cơ quay 1 chiều , mở máy trực tiếp
4. Sơ đồ kết nối đầu vào, đầu ra
4.1. Mạch động lực: Nối dây theo sơ đồ nguyên lý mạch động lực

Hình 3.10: Mạch động lực điều khiển động cơ quay 1 chiều ,
mở máy trực tiếp
4.2. Sơ đồ kết nối đầu vào, đầu ra cho PLC

21


GVHD: TS. Trần Đức Toàn
SV: Nguyễn Quang Sơn

OL3

CC

RN

D

M

Thiết kế hệ thống rửa xe tự động

F


3L Q0.7 Q1.0 Q1.1

E

N

L

Contactor K

K

MCB

N

L

Hình 3.11 sơ đồ kết nối mạch PLC điều khiển động cơ quay 1 chiều , mở máy
trực tiếp
4.3. Trình tự thực hiện lắp đấu mạch
STT
1

Nội dung công

Dụng cụ, vật

Yêu cầu kỹ thuật
việc

của các trang thiết bị.

Dây dẫn, dắc - Kiểm tra chất lượng các

22


Thiết kế hệ thống rửa xe tự động

GVHD: TS. Trần Đức Toàn
SV: Nguyễn Quang Sơn
thiết bị trước khi lắp đặt.

cắm
bộ
điện
3

dụng

cụ

Nguồn

điện
Xác định vị trí Thiết bị vạch - Bố trí các thiết bị lắp đặt
lắp đặt thiết bị

dấu Khoan tay,


- Dây nối mạch phải gọn

5

Lắp mạch điều Kìm điện,

gàng khoa học
- Bám sát sơ đồ nguyên lý,

khiển

Tuốc nơ vít,

lắp trình tự các nhánh:

Dây dẫn,

- Nguồn điện cho PLC

Giắc cắm…

- Các cổng đầu vào qua nút
ấn.
- Các cổng đầu ra đến cuộn
dây.
- Đèn tín hiệu.
- Chú ý nguồn cấp cho PLC
và thứ tự cổng vào, cổng ra
- Các giắc cắm và dây nối
phải được gim nhựa hoặc bó

- Mạch hoạt động theo đúng
yêu cầu công nghệ.
Bảng 3.2 . Trình tự thực hiện lắp đấu mạch
5. Nạp chương trình điều khiển và chạy thử, sửa lỗi (nếu có)
5.1

. Bật nguồn cung cấp cho PLC và nạp chương trình soạn thảo

xuống PLC.
5.2

. Đưa PLC vào chế độ run.

5.3

. Tác động lên các đầu vào (nút ấn), ghi lại chi tiết hiện tượng

sảy ra.
5.4

. So sánh các hiện tượng xảy theo yêu cầu của công nghệ và sửa

lỗi (nếu có)
6. Vận hành mạch ( theo đúng yêu cầu công nghệ)
3.1.5 Điều khiển động cơ đảo chiều quay, mở máy trực tiếp


Mục tiêu của bài

-


Rèn luyện khả năng tư duy logic, kỹ năng tay nghề cho học sinh,

sinh viên.


công tác chuẩn bị

1.

Dụng cụ: - Bộ đồ nghề điện
- Đồng hồ vạn năng

2.

Vật tư:

- Cáp nguồn 3 pha
- Dây nối
- Giắc cắm
- Panel

3.

Thiết bị:

STT

Tên thiết bị


CD

5

Cầu chì

01

CC

6

Động cơ không đồng bộ 3

01

KĐB

7

pha
Nút ấn mở máy, dừng máy

02

D, M

8

Rơle nhiệt