Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 94 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
94
Dung lượng
5,74 MB
Nội dung
Luận văntốtnghiệp
Tự độnghóatrongcông
nghiệp vàlậptrìnhđiềukhiển
trtên bộPLC_Lậptrìnhthang
máy
Luận VănTốtNghiệp
Trang 1
PHẦN I
KHÁI QUÁT VỀ THANGMÁY
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THANGMÁY
1. Lời nói đầu:
Trong những thập niên gần đây ngành xây dựng phát triển rất mạnh đặc biệt là ở
TP Hồ Chí Minh, Hà Nội và các khu trung tâm thành thị khác trong cả nước. Với sự
phát triển mạnh mẽ đó thì không ít các nhà cao tầng đã mọc lên và không thể dùng
đôi bàn chân để leo lên rồi lại xuống hằng ngày trong những tòa nhà đó. Chính vì
vậy thangmáy giúp ít rát nhiều cho vấn đề này, vừa tiết kiệm thời gian vừa ít tốn
công sức đồng thời tạo cho chúng ta thấy được vẽ mỹ quan kiến trúc và sự hiện đại
hóa. Thangmáy là 1 phương tiện không thể thiếu trong cuộc sống mà sự phát triển
và nhu cầu cuộc sống tiện nghi của con người ngày càng cao. Nên việc tìm hiểu và
phát triển thangmáy là 1 vấn đề cần thiết
Thangmáy là công cụ dùng để chuyên chở người, hàng hóatừ độ cao này đến
độ cao khác theo chu kỳ. Bên ngoài và bên trongthang đều có nút điềukhiểnvà
hướng dẫn sử dụng.
Thangmáy có rất nhiều loại nhưng chủ yếu vẫn là thangmáy đứng thường dùng
trong các tòa nhà cao tầng vàthangmáy cuốn thường dùng trong các siêu thị hay
các trung tâm thường có đông người di chuyển lên xuống thường xuyên. Trong đó
thang máy đứng thừng được sử dụng rộng rải hơn trong các tóa cao ốc, bệnh viện,
nhà hàng, khách sạn Để đáp ứng tiện nghi sử dụng và theo đúng yêu cầu của qui
luật phát triển đất nước thì các tòa nhà cao từ 4 tầng trở lên phải được lấp đặt thang
máy. Thực tế thì hiện nay ở TP Hồ Chí Minh có khoảng hơn 500 thangmáy đang
được sử dụng và Hà Nội là khoảng hơn 400.
Hiện nay có rất nhiều Công Ty tham gia vào thị trường thangmáy của nước
ta nên việc cạnh tranh diễn ra hết sức gây gắt. Do vậy việc tìm hiểu để phát triền và
đổi mới kiểu dáng cũng như hoạt động của thangmáy là việc hết sức cần thiết của
các công ty đó.
Luận VănTốtNghiệp
Trang 2
Bước thực hiện việc cải tạo nâng cấp một hệ thống máy móc đầu tiên là thay
thế hệ thống điềukhiển cũ sử dụng rơle bằng một thiết bị điềukhiển có thể lậptrình
được là PLC nhằm làm cho mạch điềukhiển của hệ thống gọn nhẹ, hoạt động chính
xác đáng tin cậy hơn và quan trọng nhất là dễ dàng thay đổi chương trìnhđiềukhiển
khi có yêu cầu. PLC là một thiết bị điềukhiểncôngnghiệp mới đã và đang được sử
dụng rộng rãi ở Việt Nam.
Vấn đề tựđộnghóatrongcôngnghiệp để giảm bớt lao động chân tay và nâng cao năng
suất lao động, là một trong những đề tài được các bạn sinh viên, các thầy cô ở những
trường kỹ thuật quan tâm và nghiên cứu nhiều nhất. Việc khảo sát và sử dụng phần mềm
lập trình cho PLC họ SIMATIC S7.
** Giới hạn đề tài
Do hạn chế về thời gian, tàiliệu tham khảo và nhiều điều kiện khách quan
khác nhau, nên đề tài chỉ nghiên cứu những nội dung sau :
- Thiết lập lưu đồ điều khiển.
- Lậptrìnhđiềukhiển trên bộ PLC của SIMATIC S7-200 CPU 214.
- Xây dựng mô hình điều khiển.
- Kết nối PLC với mô hình.
Luận VănTốtNghiệp
Trang 3
2. CẤU TRÚC CỦA 1 THANG MÁY:
Nguồn
Motor kéo
Nút nhấn gọi thang (bên ngoài)
Cửa thang
Bảng Điềukhiểnthang (Bên trong)
Đối trọng
Cáp
Thanh ray
Bộ phận lò xo giảm xốc
Luận VănTốtNghiệp
Trang 4
3. Thủ tục thiết kế bộđiềukhiển chương trình:
Tìm hiểu các yêu cầu của hệ thống điềukhiển
Liệt kê các đầu vào/ra tương ứng với đầu vào/ra của PLC
Dựng một sơ đồ chung của hệ thống điềukhiển
Lập trình sơ đồ giải thuật vào PLC
Mô phỏng chương trìnhvà kiểm tra phần mềm
Phiên dịch lưu đồ sang dạng sơ đồ giải thuật
Thay
đổi
chươn
g trình
Chương trình
Nối các thiết bị vào/ra với PLC
Chạy thử chương trình
Lưu chương trình vào EPROM
Sắp xếp có hệ thống chương
Sửa lại phần mềm
Kết thúc
Chương trình
sai
Đúng
Sai
Đúng
Luận VănTốtNghiệp
Trang 5
CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN ĐỘNG CỦA
THANG MÁY
I. Truyền động kiểu kéo không có hộp số:
1. Mô tả:
Thiết bị nâng chuyển kiểu kéo không có hộp số bao gồm một động cơ DC
tốc độ thấp (từ 50 đến 200 vòng/phút) có bốn đến tám pulley có đường kính khoảng
30 đến 48 inch (khoảng 750 đến 1000 mm). Một cái phanh lò xo cách ly về điện
được bố trí dùng cho pulley.
Động cơ DC có tốc độ thấp, mặc dù có trọng lượng lớn và đắt tiền nhưng cần
thiết để duy trì moment yêu cầu để truyền động trực tiếp cho pulley có bán kính lớn
để đảm bảo tốc độ dừng và tăng tốc độ của thang.
Các pulley càng lớn càng tăng tuổi thọ của dây kéo. Thường người ta chọn
pulley có bán kính gấp 40 lần bán kính dây kéo.
Các máy kiểu kéo không có hộp số tăng tốc cao hơn 800 fpm(4 m/s) hoặc
cao hơn. Thường dùng nguyên tắc quấn dây đôi để tránh trượt dây và giảm tối đa độ
mòn dây. Các dây từ buồng thang được quấn pulley truyền động qua pulley thứ hai
(gọi là pulley thứ cấp) rồi qua pulley truyền động một lần nữa, cuối cùng đến đối
trọng.
Lớp đệm rãnh làm bằng pulyuerthane, lớp này có tác dụng tăng ma sát giữa
rãnh của pulley và dây kéo để kéo dài tuổi thọ của dây. Kỉ thuật này phát triển dựa
theo nguyên tắc quấn dây hai lần có thế bị thay thế bằng việc quấn dây một lần kết
hợp với miếng đệm rãnh.
Dây cáp: thường dùng loại dây cáp 6 x 19 có khả năng chịu lực cao.
Các thiết bị thông thường được liên kết dây theo tỉ lệ 1:1 hoặc 1:2 đối với
buồng thangvà đối trọng.
Tỷ lệ 2:1 được lợi gấp đôi về lực, như vậy động cơ chỉ cần cung cấp một lực
bằng nữa lực cần thiết để nâng khối lượng của vật. Tỷ lệ này thường được dùng khi
tải lớn 1600 kg. Tỷ lệ 1:1 sẽ không thiệt hại về quãng đường như vậy tốc độ của
động cơ phải giảm nhỏ, dẫn đến kích thước của động cơ lớn.
Luận VănTốtNghiệp
Trang 6
2. Hoạt động:
Máy phát có thể khởi động khi đầy tải, có khả năng tăng tốc đến tốc độ cực
đại trong khoảng cách chuyển độngtừ tầng này đến tầng kia. Có khả năng chuyển
động chậm dần đến mức có thể dừng trong khoảng thời gian từ 4,5 đến 5 giây. Yêu
cầu đó đòi hỏi phải thực hiện dưới một điềukhiểntải khi nâng cũng như khi hạ. Hệ
thống nâng chuyển phải bố trí sao cho khi tăng tốc hoặc giảm tốc không làm sốc
hành khách trong buồng thang.
II. Truyền động kiểu kéo có hộp số:
1. Mô tả:
Máy của thang nâng kiểu kéo có hộp số sử dụng bộ giảm tốc nối vào động cơ
có tốc độ cao truyền động đến pulley. Kết quả là tốc độ của pulley giảm xuống và
moment tăng cao cần thiết cho sự làm việc của thang máy. Hãm bằng lò xo để dừng
thang và giữ thang ở các tầng.
Thang nâng theo nguyên lý kéo có hộp số thường được dùng trong các thang
máy và thiết bị nâng chuyển có dung lượng từ 15 đến 3000 lp(10 đến 1400 kg) hoặc
lớn hơn với tốc độ từ 25 đến 450 fpm(0.125 đến 2.3 m/s).
Máy kéo có hộp số được truyền động bằng động cơ AC một tốc độ hoặc hai
tốc độ hoặc sử dụng động cơ DC dùng phương pháp điềukhiển “Ward – Leonard”
hoặc động cơ AC hay DC điềukhiển bằng chỉnh lưu hay mạch điện tử. Động cơ AC
thường dùng cho tốc độ từ 25 đến 150 fpm (0.125 đến 0.75 m/s) và với mạch điện
tử tốc độ có thể lên đến 350 fpm (1.75 m/s).
Đối với động cơ một tốc độ, người ta dừng bằng cách tắt nguồn và hãm
phanh. Động cơ hai tốc độ hoạt động với bộ dây quấn kép. Dây quấn tốc độ nhanh
dùng để vận hành, dây quấn tốc độ chậm dùng để hãm phanh và dừng đúng mức.
2. Phần cơ:
- Đây là bộ phận chính cung cấp lực kéo cho thang máy. Nó bao gồm các bộ phận
sau:
- Motor kéo (thường là động cơ không đồngbộ ba pha).
- Thiết bị biến đổi tốc độ (hộp số máy kéo).
- Bánh kéo (traction sheave) hay pulley quấn cáp.
3. Bộ hãm:
Luận VănTốtNghiệp
Trang 7
Người ta thường dùng bộ hãm bằng từ vì chúng giải phóng điện và tạo ra để
ma sát với trục của máy. Do lò xo giữ ngược chiều hãm hình trụ trên trục quay của
máy.
Sự hoạt động của cơ cấu truyền động không bánh răng, chức năng hãm dùng
để duy trì và không làm chạm thang máy. Do đó kích thước của nó được xác định
bằng moment theo điểu kiện cần thiết. Chức năng của nó giống như motor, nhỏ hơn
bộ phận truyền động bằng bánh răng, vì moment giảm ngược với bánh răng. Bộ
phận quay motor AC với vận tốc thấp mà trong đó sự dừng lại là do đế hãm.
Dòngtừhóa có thể sử dụng bất cứ nơi nào có thể được vì chúng có thể điều
khiển nhanh chóng nhưng không có tiếng ồn. Bộ hãm dòng xoay chiều có thể là từ
tính hoặc hoạt động motor và thường cung cấp qua bộ phận giảm chấn để điều
chỉnh hoạt động của chúng.
4. Lực kéo vàCông suất:
a. Lực kéo:
Buồng thang được nâng lên hoặc kéo xuống bởi những dây cáp vắt qua ròng
rọc truyền động, lực cần thiết có do ma sát giữa cáp và bề mặt rãnh của ròng rọc bởi
áp lực gây nên do trọng lượng của buồng thangvà đối trọng.
Thang máy kéo bằng lực có đặc điểm an toàn khi không có buồng thang hoặc
đối trọng, lực căng trên cáp bị giảm nhẹ và ròng rọc quay mà không di chuyển
thang máy do lực ma sát bị giải phóng.
b. Công suất
Để chọn được công suất truyền động của thangmáy cần có các điều kiện
sau:
- Tốc độ và gia tốc lớn nhất cho phép
- Trọngtải
- Trọng lượng buồng thangCông suất tĩnh của động cơ khi không dùng đối trọng được xác định theo
công thức sau:
/]10*)[(
3
gVGGP
bt
(KW)
G
bt
: khối lượng buồng thang (Kg)
G: khối lượng hàng (kg)
Luận VănTốtNghiệp
Trang 8
V: vận tốc nâng (m/s)
g: gia tốc trọng trường (m/s
2
)
:
hiệu suất của cơ cấu nâng (thường chọn 0.5 đến 0.8)
Công suất tĩnh của động cơ lúc nâng tải khi có đối trọng :
3
10]/)[(
gkVGGGP
dtbt
(KW)
Công suất tĩnh của động cơ lúc hạ tải khi có đối trọng :
3
10]/)[(
gkVGGGP
dtbt
(KW)
G
dt
: khối lượng của đối trọng (kg)
K: hệ số ma sát giữa thanh dẫn hướng và đối trọng ( thường chọn k =1,
15:1,3).
Khối lượng đối trọng tính theo công thức:
GGG
btdt
(Kg)
Với
là hệ số cân bằng (chọn 0.3 đến 0.6)
Tuỳ thuộc vào tảitrọng mà ta chọn công suất sao cho phù hợp với động cơ
kéo. Nó còn phụ thuộc rất nhiều vào lực kéo đặt len puli quấn dây và cơ cấu truyền
động giữa motor kéo và puli Dựa vào các kết quả công thức trên, ta có thể chọn
công suất và các thành phấn liên quan.
5. Dây Cáp:
Một bộ gồm từ ba đến tám dây cáp bằng thép với đường kính khoảng 0.5 đến
1 inch thường được dùng để nối song song. Đường kính của cáp dùng để xác định
đường kính ròng rọc nhỏ nhất có thể sử dụng. Ròng rọc quá nhỏ sẽ dẫn tới ứng suất
dư trong cáp khi quấn qua ròng rọc, nó là nguyên nhân giảm tuổi thọ của cáp.
Luận VănTốtNghiệp
Trang 9
Đường kính của ròng rọc thường được chọn lớn hơn 40 lần đường kính của cáp.
Hình 1
Trong hình 1 thangmáy này sử dụng hệ thống cáp gồm 5 dây, dùng nối song
song với nhau thông qua hệ thống nối cáp.
6. Buồng thang:
Hình 2 chỉ cho ta thấy các nút chức năng bên trong buồng thang
Buồng thang mang tải gồm:bục thang, khung thang, cửa và tấm chắn xung
quanh thang. Khung thang được gắn dính với dây cáp, thanh ray, bục thangvà các
thiết bị an toàn. Thông thường thì các bộ phân điềukhiển cửa được gắn kèm theo.
[...]... thể đặt riêng cho bộ phận điềukhiểnthangmáy Trang 11 Luận VănTốtNghiệp PHẦN II KHÁI QUÁT VỀ PLC TRONGTỰĐỘNGĐIỀUKHIỂN CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU BỘ PLC CỦA SIMATIC S7-200 I Tổng quát về PLC: 1 Giới thiệu PLC: Tựđộng ngày càng đóng vai trò quan trọngtrong đời sống vàcôngnghiệp Ngày nay ngành tựđộng đã phát triển tới trình độ cao nhờ những tiến bộ của lý thuyết điềukhiểntự động, của những ngành... OFF thiết bị điềukhiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý Một bộđiềukhiểnlậptrình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lậptrình Để khắc phục những nhược điểm của bộđiềukhiển dùng dây nối ( bộđiềukhiển bằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau : - Lậptrình dể dàng,... nhiều hơn Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trìnhđiềukhiển hoặc xử lý hệ thống Chức năng mà bộđiềukhiển cần thực hiện sẽ được xác định bởi một chương trình Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của Trang 13 Luận VănTốtNghiệp PLC, PLC sẽ thực hiện viêc điềukhiển dựa vào chương trình này Như vậy nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của qui trìnhcông nghệ... với các PLC lớn thường lậptrình trên máy tính nhằm hổ trợ cho việc viết, đọc và kiểm tra chương trình Các đơn vị lậptrình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS458, … b Nguyên lý hoạt động của PLC Đơn vị xử lý trung tâm CPU điềukhiển các hoạt động bên trong PLC Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trình được chứa trongbộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình , sẽ đóng hay ngắt... hoạt động nhập xuất trở nên dể dàng và đơn giản Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON,OFF) để thực hiện việc đóng hay ngắt mạch ở đầu ra 3 Các hoạt động xử lý bên trong PLC Khi một chương trình đã được nạp vào bộ nhớ của PLC , các lệnh sẽ được trong một vùng địa chỉ riêng lẻ trongbộ nhớ PLC có bộ đếm địa chỉ ở bên trong vi xử lý, vì vậy chương trình ở bên trongbộ nhớ sẽ được bộ vi... tin học, … Nhiều hệ thống điềukhiển đã ra đời, nhưng phát triển mạnh và có khả năng phục vụ rộng là bộđiềukhiển PLC Sở dĩ như thế, do bộ PLC có nhiều ưu điểm nổi bậc so những bộđiềukhiển khác - Đơn giản, dể dàng thay đổi, lậptrình - Tin cậy trong môi trường côngnghiệp - Cạnh tranh được giá thành với các bộdiềukhiển khác Cuối thập niên 60 xuất hiện khái niệm về PLC và đã được phát triển rất... để thay đổi chế độ hoạt động Trang 19 Luận VănTốtNghiệp C Pin và nguồn nuôi: Nguồn nuôi dùng để ghi chương trình hoặc nạp một chương trình mới Nguồn pin có thể đuợc sử dụng để mở rộng thời gian lưu giữ cho các dữ liệu có trongbộ nhớ Nguồn pin được tựđộng chuyển sang trạng thái tích cực nếu như dung lượng tụ nhớ bị cạn kiệt và nó phải thay thế vào vị trí đó để dữ liệutrongbộ nhớ không bị mất đi... nội bộvà kiểm lỗi Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra 4 Chuyển dữ liệutừbộ đệm ảo ra ngoại vi 1.Nhập dữ liệutừ ngoại vi vào bộ đệm ảo 3.Truyền thông vàtự kiểm tra lỗi 2.Thực hiện chương trình Trang 24 Luận VănTốtNghiệp Như vậy tại mỗi thời điểm thực hiện lệnh vào/ra,thông thường không làm việc trực tiếp với cổng vào ra mà chỉ thông qua bộ đệm... đồng hồ của hệ thống Bộ nhớ PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp : - Làm bộ định thời cho các kênh trạng thái I/O - Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghi các Relay Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trongbộ nhớ, tất cả mọi vị trí trongbộ nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trongbộ nhớ Trang 15 Luận VănTốtNghiệp Địa chỉ của từng... nhanh chóng Có thể chia thành hai trạng thái hoạt động của thang máy: - Thangmáy hoạt động bình thường - Thangmáy có sự cố 1 Thangmáy hoạt động bình thường: Cửa thangmáy phải đóng kín khi cabin đang chuyển động chưa dừng hẳn Sau khi mở cửa tại tầng có yêu cầu để khách ra vào, cửa cabin chỉ đóng lại nếu chưa quá tảivà không còn khách nào hay hàng hóa nào di chuyển qua cửa cabin Lực đóng cửa có giá .
Luận văn tốt nghiệp
Tự động hóa trong công
nghiệp và lập trình điều khiển
trtên bộ PLC _Lập trình thang
máy
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang. phận điều khiển thang máy.
Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang 12
PHẦN II
KHÁI QUÁT VỀ PLC TRONG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU BỘ PLC CỦA SIMATIC