Đồ án Thiết kế mô hình cửa đóng mở tự động cho gara ô tô với kỹ thuật PLC

Phần 1 : các loại cửa tự động nói chung

Iư lời nói đầu

Trong xã hội văn minh hiện đại, cửa là một bộ phận không thể thiếu được trong

từng công trình kiến trúc. Tuy nhiên loại cửa bình thường (cửa không tự động)

mà chúng ta hay dùng hiện nay lại có những nhược điểm gây phiền toái cho

người sử dụng, đó là: cửa thường chỉ đóng mở dược khi có tác động của con

người vào nó. Vì vậy mà dùng cửa thường làm tốn thời gian và gây cảm giác

ngại cho người sử dụng.

Việc thiết kế ra một loại cửa tiện ích hơn, đa năng hơn, phục vụ tốt hơn cho đời

sống con người trong thời điểm xã hội ngày càng hiện đại và phát triển hiện nay

là tất yếu và vô cùng cần thiết. Vì vậy cần thiết kế ra một loại cửa tự động khắc

phục tốt những nhược điểm của cửa thường.

Mục đích của việc thiết kế cửa tự động là để tạo ra được một loại cửa vừa duy

trì được những đặc tính cần có của cửa, vừa khắc phục những nhược điểm lớn

của loại cửa bình thường .

Do đó, khi sử dụng cửa tự động, người dùng hoàn toàn không phải tác dụng trực

tiếp lên cánh cửa mà cửa vẫn tự động đóng mở theo ý muốn của mình. Với tính

năng này, cửa tự động mang lại những thuận lợi lớn cho người sử dụng:

Thứ nhất, cửa tự động rõ ràng sẽ đem lại cảm giác thoải mái cho người dùng,

loại bỏ hoàn toàn cảm giác ngại, khó chịu như khi dùng cửa thường.

Thứ hai, nếu người dùng cửa đang bê vác vật gì đó (bằng cả hai tay ) thì cửa tự

động không những chỉ tạo cảm giác thoải mái mà thực sự đã giúp người dùng,

tạo thuận lợi cho người hoàn thành công việc mà không bị cản trở.

Thứ ba, sử dụng cửa tự động sẽ giúp người dùng nó đỡ tốn thời gian để đóng

mở cửa’ tức là tiết kiệm cho họ một khoảng tời gian dù là rất nhỏ nhng cũng có

thể rất cần thiết trong nhịp sống công nghiệp hiện đại ngày nay.

Đặc biệt, ở những nơi công cộng, công sở, cửa tự động ngày càng phát huy ưu

điểm. Đó là vì cửa tự động sẽ giúp cho lưu thông qua cửa nhanh chóng dễ dàng,

cũng như sẽ giảm đi những va chạm khi nhiều người cùng sử dụng chung một

cánh cửa.

Thêm vào đó, hiện nay hệ thống máy lạnh dược sử dụng khá rộng rãi ở những

nơi công sở, công cộng. Nếu ta dùng loại cửa bình thường thì phải đảm bảo cửa

luôn đóng khi không co người qua lại để tránh thất thoát hơi lạnh ra ngoài gây

lãng phí. Thế nhưng điều này trong thực tế lại rất khó thực hiện vì ý thức của mỗi

người ở nơi công cộng là rất khác nhau. Do đó, cửa tự động, với tính chất là luôn

đóng khi không có người qua lại đã đáp ứng được tốt yêu cầu này.

Chính vì những ưu điểm nổi bật của cửa tự động mà chúng ta càng phải phát

triển ứng dụng nó rộng rãi hơn, đồng thời nghiên cứu để cải tiến và nâng cao

chất lượng hoạt đ động của cửa tự động để nó ngày càng hiện đại hơn, tiện ích

hơn.Bộ môn tự động hóa

5

Để nghiên cứu một cách chính xác và cụ thể về cửa tự động, cần thiết phải chế

tạo ra mô hình cửa đóng mở tự động, mô tả hoạt đọng, hình dáng, cấu tạo của

cửa tự động. Từ mô hình này t có thể quan sát và tìm hiểu hoạt động của cửa tự

động, cũng như có thể lường trước những khói khăn có thể gặp phải khi chế tạo

cửa tự động trên thực tế. Cũng từ mô hình có thể thấy được ưu nhược điểm của

thiết kế mà từ đó khắc phục những hạn chế, phát huy thế mạnh thiết kế cánh

cửa ưu việt hơn, hoàn thiện hơn cho con người.

 

pdf 69 trang chauphong 19/08/2022 10600
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế mô hình cửa đóng mở tự động cho gara ô tô với kỹ thuật PLC", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Đồ án Thiết kế mô hình cửa đóng mở tự động cho gara ô tô với kỹ thuật PLC

Đồ án Thiết kế mô hình cửa đóng mở tự động cho gara ô tô với kỹ thuật PLC
Tr-ờng đại học Bách Khoa Hà Nội 
Khoa điện 
--------------- oOo--------------- 
Đồ án tốt nghiệp 
 Đề tài 
Thiết kế mô hình cửa đóng mở tự động 
 Cho gara ô tô với kỹ thuật PLC 
 Chủ nhiệm bộ môn: TS .Nguyễn Mạnh Tiến 
 Giáo viên h-ớng dẫn: TS .Nguyễn Huy Ph-ơng 
 Sinh viên thực hiện: 
 Lớp: 
 Khoá: 
Hà nội 
Bộ môn tự động hóa 
 1 
 Lời cam kết 
 Khi hoàn thành bản đồ á n này hoàn toàn là do sự nỗ lực của bản thân em và sự 
h-ớng dẫn hết sức tận tình của thầy Nguyễn Huy Ph-ơng. 
 Tài liệu tham khảo là nh-ng giáo trình mà em đã đ-ợc học xong suốt 3 năm 
học vừa qua, hoàn toàn không có sự sao chép của các đồ á n nào khác. 
 Ngoài ra em có tham khảo thêm tài liệu của bộ môn nh-ng ch-a đ-ợc học tới, 
và hình ảnh tải từ mạng về. 
 Em xin chân thành cảm ơn bộ môn đã tạo điều kiện cho em có một môi tr-ờng 
học tập và nghiên cứu tốt. Em xin chân thành cảm ơn thày Nguyễn Huy ph-ơng 
đã chỉ dẫn hết sức tận tình cho em hoàn thành tốt đề tài này. 
Bộ môn tự động hóa 
 2 
Mục lục 
 Mục lục............................................................................................................. 2 
 Phần 1 : các loại cửa tự động nói chung...........................................................4 
 I-Lời nói đầu...............................................................................................4 
 Ch-ơng I : các loại cửa tự động hiện nay................................................. 5 
 I-Cửa cuốn ............................................................................................... 5 
 II- cửa kéo ................................................................................................6 
 III- cửa tr-ợt ...............................................................................................7 
 Ch-ơng II : khảo sát các loại cửa đóng mở tự động ở hà nội hiện nay 8 
 Khảo sát hệ thống cửa đóng mở tự động ở sân bay nội bài hà nội......... 9 
 Phần 2 : tổng quan về PLC............................................................................... 10 
 Ch-ơng I : các vấn đề chính về PLC...................................................... 10 
 I-s- phát triển của tự động hoá(TĐH) và PLC nói chung..........................10 
 1- sự phát triển của TĐH............................................................................................10 
 2- sự phát triển của PLC............................................................................... 10 
 II- chức năng, ứng dụng và sự -u việt của PLC.........................................12 
 1- PLC là gì................................................................................................12 
 2- bộ điều khiển của ch-ơng trình có thể làm đ-ợc những gì?..............................12 
 3- sự -u việt của việc ứng dụng kỹ thuật PLC............................................................13 
 III- cấu tạo và hoạt động của PLC.............................................................14 
 1- modul nguồn cung cấp ..........................................................................................14 
 2- CPU........................................................................................................................15 
 3- bộ nhớ ch-ơng trình, bộ nhớ trong của PLC..................................................15 
 4- modul đầu vào.........................................................................................15 
 5- modul đầu ra...........................................................................................16 
 6- modul giao diện.......................................................................................16 
 7- modul mở rộng........................................................................................16 
 8- những thông số kỹ thuật căn bản của PLC.............................................................16 
 9- các bít đầu vào trong PLC và các tín hiệu bên ngoài.............................................17 
 IV- các vấn đề chính khi sử dụng PLC..................................................... 18 
 V- thủ tục thiết kế bộ điêu khiển ch-ơng trình.........................................19 
 Ch-ơng II : các thao tác và các lệnh cơ bản trong PLC_CQM1............20 
 Ch-ơng III : các bài tập lớn ứng dụng bộ điều khiển ch-ơng trình ......38 
 PLC_CQM1 
 Bài 1 : điều khiển tín hiệu đèn giao thông................................................38 
 Bài 2 : điều khiển dây truyền đóng gói.....................................................43 
Bộ môn tự động hóa 
 3 
 Phần 3 : thiết kế mô hình cửa tự động cho gara ôtô sử dụng kỹ thuật PLC để 
điều khiển......................................................................................................... 46 
 lời nói đầu.................................................................................. 46 
 Ch-ơng I : chế tạo giới thiệu mô hình......................................................47 
 I- các yêu câu của mô hình.......................................................................47 
 1- yêu cầu về ch-ơng trình chung..............................................................................47 
 2- yêu cầu về cơ khí.....................................................................................47 
 II- mục đích của việc chế tạo mô hình .....................................................47 
 Ch-ơng II : cấu tạo và hoạt động của mô hình.......................................48 
 I - tính toán chi tiết mô hình .....................................................................48 
 II - lập ch-ơng trình hoạt động cho mô hình.............................................59 
 1- sơ đồ khối...............................................................................................59 
 2-giản đồ thang...........................................................................................60 
 3- mã nhớ...................................................................................................61 
 4- đầu vào và ra...........................................................................................63 
 III - nguyên lý hoạt động của mô hình......................................................64 
 IV- tính toán công suất động cơ chuyển động..........................................65 
 V - so sánh giữa mô hình và th-c tế.........................................................66 
 Kết luận ......................................................................67 
Bộ môn tự động hóa 
 4 
 Phần 1 : các loại cửa tự động nói chung 
I- lời nói đầu 
 Trong xã hội văn minh hiện đại, cửa là một bộ phận không thể thiếu đ-ợc trong 
từng công trình kiến trúc. Tuy nhiên loại cửa bình th-ờng (cửa không tự động) 
mà chúng ta hay dùng hiện nay lại có những nh-ợc điểm gây phiền toái cho 
ng-ời sử dụng, đó là: cửa th-ờng chỉ đóng mở d-ợc khi có tác động của con 
ng-ời vào nó. Vì vậy mà dùng cửa th-ờng làm tốn thời gian và gây cảm giác 
ngại cho ng-ời sử dụng. 
 Việc thiết kế ra một loại cửa tiện ích hơn, đa năng hơn, phục vụ tốt hơn cho đời 
sống con ng-ời trong thời điểm xã hội ngày càng hiện đại và phát triển hiện nay 
là tất yếu và vô cùng cần thiết. Vì vậy cần thiết kế ra một loại cửa tự động khắc 
phục tốt những nh-ợc điểm của cửa th-ờng. 
 Mục đích của việc thiết kế cửa tự động là để tạo ra đ-ợc một loại cửa vừa duy 
trì đ-ợc những đặc tính cần có của cửa, vừa khắc phục những nh-ợc điểm lớn 
của loại cửa bình th-ờng . 
 Do đó, khi sử dụng cửa tự động, ng-ời dùng hoàn toàn không phải tác dụng trực 
tiếp lên cánh cửa mà cửa vẫn tự động đóng mở theo ý muốn của mình. Với tính 
năng này, cửa tự động mang lại những thuận lợi lớn cho ng-ời sử dụng: 
 Thứ nhất, cửa tự động rõ ràng sẽ đem lại cảm giác thoải mái cho ng-ời dùng, 
loại bỏ hoàn toàn cảm giác ngại, khó chịu nh- khi dùng cửa th-ờng. 
 Thứ hai, nếu ng-ời dùng cửa đang bê vác vật gì đó (bằng cả hai tay ) thì cửa tự 
động không những chỉ tạo cảm giác thoải mái mà thực sự đã giúp ng-ời dùng, 
tạo thuận lợi cho ng-ời hoàn thành công việc mà không bị cản trở. 
 Thứ ba, sử dụng cửa tự động sẽ giúp ng-ời dùng nó đỡ tốn thời gian để đóng 
mở cửa’ tức là tiết kiệm cho họ một khoảng tời gian dù là rất nhỏ nhưng cũng có 
thể rất cần thiết trong nhịp sống công nghiệp hiện đại ngày nay. 
 Đặc biệt, ở những nơi công cộng, công sở, cửa tự động ngày càng phát huy -u 
điểm. Đó là vì cửa tự động sẽ giúp cho l-u thông qua cửa nhanh chóng dễ dàng, 
cũng nh- sẽ giảm đi những va chạm khi nhiều ng-ời cùng sử dụng chung một 
cánh cửa. 
 Thêm vào đó, hiện nay hệ thống máy lạnh d-ợc sử dụng khá rộng rãi ở những 
nơi công sở, công cộng. Nếu ta dùng loại cửa bình th-ờng thì phải đảm bảo cửa 
luôn đóng khi không co ng-ời qua lại để tránh thất thoát hơi lạnh ra ngoài gây 
lãng phí. Thế nh-ng điều này trong thực tế lại rất khó thực hiện vì ý thức của mỗi 
ng-ời ở nơi công cộng là rất khác nhau. Do đó, cửa tự động, với tính chất là luôn 
đóng khi không có ng-ời qua lại đã đáp ứng đ-ợc tốt yêu cầu này. 
 Chính vì những -u điểm nổi bật của cửa tự động mà chúng ta càng phải phát 
triển ứng dụng nó rộng rãi hơn, đồng thời nghiên cứu để cải tiến và nâng cao 
chất l-ợng hoạt đ động của cửa tự động để nó ngày càng hiện đại hơn, tiện ích 
hơn. 
Bộ môn tự động hóa 
 5 
Để nghiên cứu một cách chính xác và cụ thể về cửa tự động, cần thiết phải chế 
tạo ra mô hình cửa đóng mở tự động, mô tả hoạt đọng, hình dáng, cấu tạo của 
cửa tự động. Từ mô hình này t có thể quan sát và tìm hiểu hoạt động của cửa tự 
động, cũng nh- có thể l-ờng tr-ớc những khói khăn có thể gặp phải khi chế tạo 
cửa tự động trên thực tế. Cũng từ mô hình có thể thấy đ-ợc -u nh-ợc điểm của 
thiết kế mà từ đó khắc phục những hạn chế, phát huy thế mạnh thiết kế cánh 
cửa -u việt hơn, hoàn thiện hơn cho con ng-ời. 
Ch-ơng 1: các loại cửa tự động hiện nay 
Hiện nay có nhiều loại cửa tự động : cửa kéo,cửa đẩy, cửa cuốn, cửa tr-ợt 
I- cửa cuốn 
Bộ môn tự động hóa 
 6 
Loại cửa này có -u điểm là gọn nhẹ tiện dụng và dễ sử dụng, lại chỉ cần động cơ 
công suất nhỏ. Loại cửa này th-ờng đ-ợc dùng cho gara ô tô. Nó có tính kinh tế 
khá cao vì không mấy khó khăn khi làm đ-ợc loại cửa này. 
Nh-ng có nh-ợc điểm là cửa không chắc chắn và dễ bị hỏng hơn các loại cửa 
khác 
II-cửa kéo 
Loại cửa này nhìn rất lạ, với kết cấu đơn giản một động cơ đ-ợc gắn cố định với 
trần nhà. Cửa đ-ợc động cơ kéo bằng một đoạn dây. Ưu điểm của loại này là đơn 
giản nh-ng hiệu quả, so với loại cửa cuốn thì cánh cửa chắc hơn nhiều. Có lẽ 
nh-ợc điểm của loại cửa này là động cơ gắn với trần nhà vì vậy cần phải gắn đủ 
chắc để chịu đ-ợc sức nặng của cửa. 
Bộ môn tự động hóa 
 7 
III- cửa tr-ợt 
 Loại cửa này có đặc điểm là có một rãnh tr-ợt cố định cho phép cánh cửa thể 
tr-ợt qua tr-ợt lại. Loại cửa này th-ờng đ-ợc sử dụng trong nhà hàng, khách sạn, 
cơ quan hay sân bay, nhà ga... 
Loại cửa này có -u điểm là kết cấu khá nhẹ nhàng,tạo ra một cảm giác thoáng 
đạt và thoải mái và lịch sự rất t ... ãnh tr-ợt,xích, bánh răng,trục quay... Ngoài ra, 
còn có các kết cấu phụ để tạo ra mô hình cửa tự động thật hoàn chỉnh nh- cửa 
thật. 
 Động cơ ở đây là loại động cơ 1 chiều đ-ợc cấp nguồn bởi bộ chỉnh l-u cầu 1 
chiều,kết hơp với bộ đảo chiều cho phép động cơ có thể quay thuận hoặc quay 
ng-ợc. 
II- Mục đích của việc chế tạo mô hình 
 - Tạo ra một mô hình cửa đóng mở tự động có thể hoạt động tốt, từ đó có thể 
thiết kế đ-ợc cửa tự động cho gara ô tô thật. 
 - Việc chế tạo ra mô hình hoạt động tốt sẽ tạo điêu kiện cho sinh viên có cơ hội 
học tập và nghiên cứu môn học một cách thực tế, là một cơ hội rất tốt giúp sinh 
viên khỏi bỡ ngỡ khi làm việc thực tế. 
 - Nghiên cứu, chế tạo ra mô hình cửa tự động này sinh viên cũng phải tham 
khảo thực tế nhiều lĩnh vực và tham khảo bằng nhiều tài liệu khác nhau. Điều 
đó mang lại sự hiểu biết sâu sắc hơn cho sinh viên không chỉ trong một lĩnh vực 
tự đông hoá mà còn nhiều lĩnh vực,ngành nghề khác nh- điện,điện tử, cơ khí... 
Bộ môn tự động hóa 
 48 
Ch-ơng II : cấu tạo và hoạt động của mô hình 
 I - Tính toán chi tiết mô hình 
TT Thiết bị & vật liệu 
Đơn 
vị tính 
Số 
l-ợng 
A Khung 
1 Nhôm 2.52 cm2 3.6 m 
2 Nhôm 2.5x5 cm2 1m 
3 Nhôm 1x1 cm2 2m 
4 Gỗ sàn 25x30x2 cm2 1m2 
5 Cánh cửa 13x20x1 cm2 1 tấm 
6 Trục quay 40 cm 
7 Bánh răng p3 Chiếc 4 
8 Bánh răng p5 Chiếc 3 
9 Xích m 1m 
10 Động cơ một chiều 30V Chiếc 1 
B Thiết bị điện 
1 Sensor DSE30E4 Chiếc 2 
2 Đèn halogen Chiếc 3 
3 Công tắc hành trình Chiếc 2 
4 Công tắc điện Chiếc 2 
5 Công tắc tự hồi Chiếc 2 
6 Rơle đảo chiều Chiếc 1 
7 Nguồn 30VDC 1 
8 Nguồn 9VDC 1 
9 Cổng nối PLC Chiếc 2 
Bộ môn tự động hóa 
 49 
 Mô hình nhìn từ trên 
Bộ môn tự động hóa 
 50 
 Mặt cắt ngang của mô hình 
Bộ môn tự động hóa 
 51 
 Mô hình nhìn từ phía tr-ớc 
Bộ môn tự động hóa 
 52 
 Mặt cắt đứng của mô hình 
Bộ môn tự động hóa 
 53 
 Mô hình nhìn ngang 
Bộ môn tự động hóa 
 54 
 Mặt cắt dọc của mô hình 
Bộ môn tự động hóa 
 55 
 Công tắc điều khiển bằng tay 
 (màu xanh và đỏ) 
Bộ môn tự động hóa 
 56 
 Các đầu vào và ra đ-ợc thiết kế một cách gọn gàng 
 Với hai cổng IN và OUT 
 Bên trong Gara có đèn chiếu sáng giúp nhìn tốt hơn 
Bộ môn tự động hóa 
 57 
 Bên ngoài cũng nh- bên trong đều có SENSOR cảm biến 
Bộ môn tự động hóa 
 58 
 Các đèn Halogen cho biết trang thái hoạt động của cửa 
 Xanh : cửa đi lên 
 Đỏ : cửa đứng yên 
 Vàng : cửa đi xuống 
Bộ môn tự động hóa 
 59 
II- lập ch-ơng trình hoạt động cho mô hình 
1- sơ đồ khối 
 Đèn vàng 
 + còi báo 
 TIM 001 
 #0020 
 TIM001 
 #0020 
 TIM002 
 #0020 
 Đèn xanh 
 + còi báo 
 START 
Kiểm tra 
xensơ 1 hoặc 2 
Nâng cửa 
 Hạn trên ? 
Động cơ nâng dừng 
Kiểm tra 
xensơ 1 hoặc 2 
 Hạ cửa 
Kiểm tra 
xensơ 1 hoặc 2 
 Hạn d-ới ? 
Động cơ hạ dừng 
 Kiểm Tra 
Xensơ 1 hoặc 2 
 8 
 12 
 Đèn 
đỏ 
 TIM 003 
 #0600 
 Đèn 
đỏ 
 END 
Bộ môn tự động hóa 
 60 
2- Giản đồ thang 
TIM001 
#0020 
10000 
TIM002 
#0020 
10001 
TIM003 
#0600 
10004 
10005 
10006 
10002 
CNT001 
 #0002 
 END 
00000 00001 00003 10001 
 00002 
 TIM001 
00001 00002 00004 10000 
 TIM002 
 00004 
 10000 
 10001 
 00003 
00004 TIM003 
 10000 
 10001 
 00001 
 00005 
00001 00002 00004 10003 
10003 
 00001 00002 
 10003 00006 CNT001 
 00005 
CP 
R 
Bộ môn tự động hóa 
 61 
 3- mã nhớ 
 Địa chỉ Lệnh Dữ liệu 
 00000 LD 00001 
 00001 OR 00002 
 00002 AND NOT 00003 
 00003 AND NOT 10001 
 00004 TIM 001 
 #0020 
 00005 LD TIM 001 
 00006 OUT 10000 
 00007 LD NOT 00001 
 00008 AND NOT 00002 
 00009 AND NOT 00004 
 00010 AND NOT 10000 
 00011 TIM 002 
 #0020 
 00012 LD TIM 002 
 00013 OUT 10001 
 00014 LD 00004 
 00015 TIM 003 
 #0600 
 00016 LD 10000 
 00017 OUT 10004 
 00018 LD 10001 
 00019 OUT 10005 
 00020 LD 00004 
 00021 AND NOT TIM 003 
 00022 LD 00003 
 00023 OR 00003 
 00024 OUT 10006 
 00025 LD 10000 
 00026 OR 10001 
 00027 OUT 10002 
 00028 
 00029 LD 00001 
 00030 OR 00005 
 00031 LD NOT 00001 
 00032 AND NOT 00002 
 00033 AND NOT 00004 
 00034 AND NOT 10003 
 00035 CNT 001 
 #0002 
 00036 LD NOT 00001 
Bộ môn tự động hóa 
 62 
 00037 AND 00002 
 00038 LD 10003 
 00039 AND NOT 00006 
 00040 AND NOT CNT001 
 00041 OR- LD -------- 
 00042 LD 00005 
 00043 OR 00005 
 00044 END(01) 
Bộ môn tự động hóa 
 63 
4- đầu vào và ra 
Đầu vào 
00000 Công tắc nguồn 
00001 Xenxơ 1 
00002 Xenxơ 2 
00003 Hạn trên 
00004 Hạn d-ới 
00005 Công tắc th-ờng đóng 
00006 Công tắc th-ờng mở 
Đầu ra 
10000 Nâng 
10001 Hạ 
10002 Còi 
10003 Đèn chiếu sáng 
10004 Đèn xanh 
10005 Đèn vàng 
10006 Đèn đỏ 
Bộ môn tự động hóa 
 64 
 III- nguyên lý hoạt động của mô hình 
 Khi ô tô bắt đầu đi vào gara, gặp sensor 1 => tiếp điểm 0001 sẽ đóng mạch 
cho bộ đếm T001 đếm sau 2 giây cửa sẽ t- động mở lên. Khi cửa mở lên thì đèn 
xanh 10004 sẽ bật và còi 10002 kêu lên đồng thời đèn đỏ cũng sẽ mất do công 
tắc hạn d-ới 0004 đang ở trạng thái đóng sẽ nhả ra. 
 Khi cửa mở hết sẽ chạm công tắc giới hạn trên 0003 => tiếp điểm 0003 mở ra 
sẽ cắt nguồn cấp cho động cơ nâng, cửa sẽ dừng lại và đèn xanh mất . Đồng thời 
0003 mở sẽ cấp nguồn cho đèn đỏ 10006 sáng. Cửa vẫn đứng yên 
 Lúc này khi ô tô đi vào trong gara làm ngắt sensor 2 => đèn chiếu sáng 
10003 sẽ bật sáng,nh-ng cửa vân đứng yên do vẫn chạm sensor 2. 
 Khi ô tô đi vào hết ko chạm sensor 1 va 2,đồng thời công tắc hạn trên đang 
đóng => đóng mạch sau 2 giây cho phép động cơ hạ xuống. Đèn đỏ sẽ báo hiệu 
là cửa đang đi xuống còi 10002 sẽ kêu lên. Cửa sẽ hạ xuống cho tới khi chạm 
công tắc hạn d-ới 0004 => ngừng cấp điện cho động cơ hạ vì thế cửa sẽ dừng lại. 
đèn đỏ lại bật lên. 
 Khi ô tô muốn đi ra, lùi ra sẽ chạm vào sensor 2 đầu tiên => mạch đóng lại 
cho phép T0001 đếm 2 giây sau cửa sẽ nâng lên, khi lên hết cửa sẽ chạm vào 
công tắc hạn trên 0003 ngắt mạch làm cho cửa dừng lại. Khi ô tô đi ra ngoài ko 
còn chắn sensor 1 nữa thì lúc đấy mạch mới đ-ợc đóng lại cho phép T0002 đếm 
sau 2 giây sau cửa sẽ hạ xuống. 
 Cửa hạ hết xuống thì công tắc hạn d-ới 0004 sẽ đóng lại => đèn đỏ sẽ báocửa 
đang đứng yên. Ngoài ra khi ô tô đi ra khỏi gara thì ô tô sẽ chạm vào xensơ 1 , 
bộ đếm sẽ đém đ-ợc 2 lần va không bị reset . Do đó nguồn cấp cho đèn 10003 
sẽ bị mất => đèn sẽ tắt khi ô tô ra khỏi gara. Kết thúc 1 quá trình hoạt động của 
gara. 
 Trong suốt quá trình đi lên, đi xuống hay cửa dừng lại đều có đèn báo hiệu 
 Nếu không hoạt đông trong khoảng 30 giây đèn sẽ tự tắt 
 Đỏ Vàng Xanh 
Bộ môn tự động hóa 
 65 
IV-tính toán công suất động cơ chuyển động: 
 các thông số kĩ thuật của cửa: 
-trọng l-ợng của cửa: 400 kg 
-Đ-ờng kính bánh răng dẫn động : 0,3 m 
-Tốc độ : 0,5 m/s 
-Gia tốc cực đại : 1 m/s 2 
-Độ dật khi khởi động : 0,3 m 
 Tính toán công suất động cơ 
-Khối l-ợng cửa G : 400 kg 
-Tốc độ nâng hạ V: 0,5 m/s 
-Hiệu suất cơ cấu nâng: 0,8 
-Hệ số ma sát giữa thanh dẫn h-ớng và cửa k : 1,2 
+ Công suất tĩnh của động cơ khi nâng tải la : 
 P n = 

310 gKVG
 = 
8,0
1081,92,15,0400 3 
 =2,94(kw) 
+ Công suất tĩnh của động cơ khi hạ tải là : 
 P h =  310gKVG 
 = 8,01081,92,15,0400 3 =1,88 (kw) 
2- Tính chọn động cơ : 
 Tính mômen nâng và mômen hạ : 
- u: bội số hệ thống ròng rọc, chon = 1 
- i : tỉ số truyền 
- R: bán kính bánh răng 
- Động cơ dự tính chọn có n dm = 720 v/ph =12 v/s 
 i = 
UV
nR
 14,32
 =
15,0
12
2
3,0
14,32
 = 22,6 
 M n = 
 
iU
gRG
 = 
8,06,221
81,915,0400
 = 32,5 (Nm) 
 M h = 
iU
gRG
 12
 = 
6,221
75,081,915,0400
 = 19,5 (Nm) 
Bộ môn tự động hóa 
 66 
 Mômen đẳng trị : 
 M
dt
 = 
t
MtM hn
2
22
 = 
12
5,195,32 22
 = 26,8 (Nm) 
 W
d
 = 
55,9
n
 = 
15,014,3255,9
60
 iv
 = 150.66 (rad/s) 
 P
dt
 = M
dt
 W d = 150,66 26,8 = 4037,6 (w) = 4,04 (kw) 
 V-So sánh giữa mô hình và thực tế 
 Việc thiết kế mô hình cửa đóng mở tự động để nhằm mục đích nghiên cứu một 
cách chính xác và cụ thể về cửa tự động.Do đó mô hình đ-ợc thiết kế về cơ bản 
là giống với công nghệ cửa tự động thật cả về hình dáng , cấu tạo và nguyên lý 
hoạt động.Tuy nhiên giữa thực tế và mô hình vẫn tồn tại những khác biệt sau 
đây: 
 Một là, do mô hình chỉ dùng cho mục đích tìm hiểu và thử nghiệm nên kích 
cỡ nhỏ hơn nhiều so với thực tế (tuy vẫn phải đảm bảo các nguyên tắc thiết kế). 
 Hai là các thiết bị, linh kiện để làm mô hình khác xa với thực tế về cả kết cấu 
cơ khí lẫn thiết kế điện. Khối l-ợng cửa coi nh- bỏ qua, tất cả thiết bị điện đều 
dùng nguồn 1 chiều(đèn, xen xơ...). Riêng động cơ đ-ợc cấp bởi nguồn 1 chiều 
24v,chỉ có 1 cấp tốc độ. Ngoài ra ch-a kể xích, bánh răng, trục quay,đèn,còi... 
với mô hình chi có yêu cầu là hoạt động đ-ợc nh-ng trong thực tế là rất khác với 
mô hình. Không chỉ hoạt động đ-ợc mà còn phải hoạt động 1 cách an toàn và 
hiệu quả nhất, thiết kế phải mang tính kinh tế nhất. 
 Chính vì vậy sự khác biệt thứ ba là trong thực tế tùy theo khối l-ợng của cửa 
và tốc độ nâng hạ của cửa mà ta có thể chọn động cơ có công suất và số cấp tốc 
độ cho phù hợp. 
 Ngoài ra còn có điểm khác biệt nhỏ nữa là, xen xơ trong thực tế ta co thể 
dùng cảm biến siêu âm thay cho cảm biến quang,và có thể thêm 1 cảm biến nữa 
ở giữa cửa tránh tình trạng cửa bị kẹt. 
Bộ môn tự động hóa 
 67 
 Kết luận 
Đồ á n này của em thực hiện dựa trên cơ sở nghiên cứu tìm hiểu công nghệ của 
cửa tự động trong thực tế. Thông qua đề tài thiết kế ra mô hình cửa gara tự động 
đã thực sự giúp em hiểu biết rõ ràng hơn về những gì em đã đ-ợc học trong suốt 
ba năm qua. Qua đây em cũng đ-ợc dịp mở rộng tầm hiểu biết của mình về 
mảng kiến thức PLC mà em đã đ-ợc học, một ứng dụng tối -u của ngành tự 
động hoá. 
Đối với em, bản đồ á n thực sự phù hợp với những kiến thức em đã tích luỹ đựoc 
khi học nghành Tự động hoá xí nghiệp công nghệp. Do trình độ cũng nh- khả 
năng nhận thức có hạn, cộng với việc thiếu thốn trong tài liệu tham khảo và thời 
gian ngiên cứu, tìm hiểu đề tài còn hạn chế nên dù đã rất cố gắng nh-ng chắc 
rằng bản đồ á n có nhiều điểm thiếu sót. Em mong các thấy cô châm tr-ớc và hy 
vọng nhân đ-ợc sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô để có thể hiểu hơn và tiếp 
cận gần hơn với các công nghệ mới. 
 Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Huy Ph-ơng đã h-ớng dẫn và giúp 
em hoàn thành bản đồ á n này. Đồng thời em cũng xin cảm ơn tất cả các thày cô 
đã dạy dỗ em trong suốt ba năm học vừa qua, nhờ các thày cô, em mới có đ-ợc 
kiến thức nh- ngày hôm nay. Đó chính là những kiến thức cơ bản giúp em thực 
hiện tốt nhiệm vụ tốt nghiệp, và là nền tảng cho công việc sau này của em. 
Bộ môn tự động hóa 
 68 
 Tài liệu tham khảo 
1- CQM1 - sách của bộ môn 
2- Trang bị điện -điện tử công nghiệp : nhà xuất bản giáo dục 
 Tác giả : Vũ Quang Hồi 
3- Truyền động điện- nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 
 Tác giả : Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liêm, Nguyễn Thị Hiền 
Hình ảnh lấy từ trang web : 
www.automaticdoors.com 
www.garagedoors 

File đính kèm:

  • pdfdo_an_thiet_ke_mo_hinh_cua_dong_mo_tu_dong_cho_gara_o_to_voi.pdf