thiết kế hệ thống điều khiển thang máy chở hàng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đồ án "Thiết kế hệ thống điều khiển thang máy chở hàng" Mục lục Lời mở đầu ……………………………………………………………… 1 Chương 1: Thiết kế cấu trúc mạch điều khiển ……………………………… 3 1. Yêu cầu công nghệ……………………………………… .3 2. Tổng hợp mạch điều khiển……………………………………… 4 3. Thực hiện sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển……………………………… 13 4. Thiết kế mạch lực hệ thống ……………………………… ………17 Chương 2: Thuyết minh hoạt động của sơ đồ ……………………… ………18 1. Thang máy đi từ tầng 1 lên tầng 2 ………………………………… ……18 2. Thang máy đi từ tầng 2 xuống tầng 1………………………………………19 Chương 3: Tính chọn các thiết bị………………………………………. …… 21 1. Chọn động cơ và bộ biến đổi ……………………………………… 22 2. Chọn các thiết bị bảo vệ mạch lực……………………………………… 23 3. Chọn các thiết bị mạch điều khiển …………………………………… 24 Chương 4: Lắp ráp hệ thống…………………………………………….… 28 Kết luận………………………………………………………….…… 30 Tài liệu tham khảo……………………………………………….……… 31 CHƯƠNG 1 : THIẾT KẾ CẤU TRÚC MẠCH ĐIỀU KHIỂN 1. YấU CẦU CễNG NGHỆ : Nhiệm vụ : Thiết kế hệ thống điều khiển cho thang máy ba tầng chở hàng Do yêu cầu của môn học và phạm vi kiến thức, công nghệ chúng ta thiết kế cho trường hợp 2 tầng. Bài toán thang máy 3 tầng thực tế là tổ hợp của 6 bài toán nhỏ sau : Bài toán 1 : Thang máy xuất phát từ tầng 1 đi lên và dừng ở tầng 2 Bài toán 2 : Thang máy xuất phát từ tầng 2 đi xuống và dừng ở tầng 1 Bài toán 3 : Thang máy xuất phát từ tầng 1 đi lên và dừng ở tầng 3 Bài toán 4 : Thang máy xuất phát từ tầng 3 đi xuống và dừng ở tầng 1 Bài toán 5 : Thang máy xuất phát từ tầng 2 đi lên và dừng ở tầng 3 Bài toán 6 : Thang máy xuất phát từ tầng 3 đi xuống và dừng ở tầng 2 Khi giải quyết bài toán, chúng ta kết hợp giải từng cặp bài toán 1&2, bài toán 3&4 và bài toán 5&6.Trong đồ án này, chúng ta chỉ giải bài toán 1&2. 1.1. Sơ đồ cụng nghệ : 1.2. Đặt biến Logic cho hệ thống : a. Các tín hiệu vào : a : Tín hiệu thang máy đi lên tầng 2 với vận tóc V1 b : Tín hiệu thang máy đi lên tầng 2 với vận tóc V2 c : Tín hiệu thang máy đi lên tầng 2 với vận tóc V1 d : Tín hiệu thang máy đi xuống tầng 1 với vận tóc V1 Đồng thời : c : Tín hiệu thang máy đi xuống tầng 1 với vận tóc V2 b : Tín hiệu thang máy đi xuống tầng 1 với vận tóc V1 Và đồng thời tín hiệu 'a' kết hợp với thiết bị khác cho phép thang máy dừng ở tầng 2 cũng như 'd' kết hợp với thiết bị khác cho thang máy dừng ở tầng 1. Như vậy hệ thống có 4 tín hiệu vào, tất cả tín hiệu này ta đều chọn là tín hiệu của các công tắc hành trình. Giá trị logic của tín hiệu là ’1’ thì tín hiệu đó hoạt động, ngược lại giá trị logic là ’0’ thì tín hiệu đó không hoạt động. Nghĩa là nếu a=1 thì thang máy đến tầng 1 và ngược lại. b. Các tín hiệu ra : L : Tín hiệu báo hiệu thang máy đi lên X : Tín hiệu báo hiệu thang máy đi xuống V1 : Tín hiệu cho biết thang máy chạy với vận tốc v1 V2 : Tín hiệu cho biết thang máy chạy với vận tốc v2 1.3. Nguyên lý hoạt động của thang máy : Thang máy đang dừng ở tầng bất kỳ, nếu có tín hiệu ra lệnh cho nó tới một tầng khác thì nó sẽ chuyển động với vận tốc v1, sau đó nó mới tăng tốc lên vận tốc v2. Khi gần đến tầng đích thì nó sẽ giảm tốc từ v2 xuống v1 và cuối cùng là dừng lại ở tầng đó. 2. TỔNG HỢP MẠCH ĐIỀU KHIỂN : Các trạng thái : + Trạng thái 1 : Thang máy đi lên với vận tốc V1 + Trạng thái 2 : Thang máy đi lên với vận tốc V2 + Trạng thái 3 : Thang máy đi lên với vận tốc V1 + Trạng thái 4 : Thang máy đi xuống với vận tốc V1 + Trạng thái 5 : Thang máy đi xuống với vận tốc V2 + Trạng thái 6 : Thang máy đi xuống với vận tốc V1 Giản đồ graph chuyển trạng thái : + Lập ma trận trạng thái 1 (M1) có : Số hàng = 1 + 4 2 + 4 = 21 Số cột = 1 + 6 = 7 + Lập ma trận trạng thái 2 (M2) : T b ng chuy n d ch 1, n u ta em ra xác nh h m i u khi n thì h m ừ ả ể ị ế đ đị à đ ề ể à i u khi n thu c l không t i gi n, vì th ta ph i t i thi u h m chuy n đ ề ể đượ à ố ả ế ả ố ể à ể d ch qua hai b c :ị ướ + Nh p h ng :ậ à +) Tiêu chu n nh p h ng theo i u ki n sau: các tr ng thái có thẩ để ậ à đ ề ệ ạ ể nh p l i c v i nhau n u s tr ng thái trong c t cùng tên v gi ng nhau.ậ ạ đượ ớ ế ố ạ ộ à ố +) N u m t tr ng thái n nh v m t tr ng thái không n nh thì taế ộ ạ ổ đị à ộ ạ ổ đị u tiên tr ng thái không n nh.ư ạ ổ đị +) N u m t tr ng thái n nh v m t ô tr ng thì ta u tiên tr ng ế ộ ạ ổ đị à ộ ố ư ạ thái n nh.ổ đị +) N u m t tr ng thái không n nh v m t ô tr ng thì ta u tiên ế ộ ạ ổ đị à ộ ố ư tr ng thái không n nh.ạ ổ đị + Nhập trạng thái tương đương: +) Sau khi đã nhập các trạng thái theo các điều kiện ở trên, chúng ta có thể tiếp tục nhập các trạng thái còn lại cho những trạng thái tương đương. Trạng thái tương đương là trạng thái có tính chất sau: +) Có cùng tín hiệu ra. +) Khi chuy n t tr ng thái n y sang tr ng thái khác kéo theo cùng ể ừ ạ à ạ th t chuy n giá tr u ra. Nói m t cách khác thay i t h p tín hi u v oứ ự ể ị đầ ộ đổ ổ ợ ệ à kéo theo cùng th t thay i giá tr tín hi u ra.ứ ự đổ ị ệ Tr l i v i án : Ma tr n tr ng thái Mở ạ ớ đồ ậ ạ 2 : Ta nh p h ng 1-2-3 v i nhau vậ à ớ à 4-5-6 v i nhau.ớ Công thức xác định biến trung gian min 2 s ≥ 2 nên Smin =1, tức là ta có thể chọn 1 biến trung gian. Mặt khác, xét trên cùng một hàng : biến ra L, X có các trạng thái ổn định không thay đổi trị logic nên có thể chọn L hoặc X làm biến trung gian. Ta chọn L làm biến trung gian. + Viết hàm điều khiển f(L) : Ta có : f(L) = a + d .L + Viết hàm điều khiển f(X) : f(X) = L + Viết hàm điều khiển f(V1) : f(V1) = a + b. L + c.L + d + Viết hàm điều khiển f(V2) : f(V2) = b.L + c. L Tổng hợp các hàm điều khiển : f(L) = a + d .L f(X) = L f(V1) = a + b. L + c.L + d f(V2) = b.L + c. L Sơ đồ cấu trúc của mạch điều khiển trước khi hiệu chỉnh như sau : [...]... Chương 4 : Lắp ráp hệ thống Thiết kế lắp ráp là công việc cuối cùng khi thiết kế hệ thống điều khiển tự động truyền động điện Khi thiết kế lắp ráp cần phải đảm bảo nâng cao các yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng và phải chấp hành đầy đủ các tiêu chuẩn, các quy phạm kỹ thuật hiện hành của Nhà nước về lắp đặt thiết bị điện Trên cơ sơ lựa chọn các thiết bị, ta bố trí các thiết bị trên bảng điều khiển theo một... thường dùng rơ le dòng RTT nối tiếp với cuộn kích từ CKĐ, tiếp điểm nối ở mạch điều khiển để tránh sự cố này Sơ đồ mạch điều khiển : 4 THIẾT KẾ MACH LỰC HỆ THỐNG : Yêu cầu công nghệ : Sử dụng hệ T-Đ, động cơ điện một chiều, công suất 15KW Như vậy, chúng ta sẽ qui ước động cơ quay thuận thì thang máy đi lên, quay ngược thì thang máy đi xuống Đặc tính cơ điện của động cơ điện 1 chiều : ω = U − IR KΦ Do đó,... hay thang máy đi xuống với vận tốc V1 Khi thang máy đi xuống tới điểm tác động của công tắc hành trình 1H(1-3) làm cho cuộn dây rơ le 1TR có điện, mở 1TR(1-33) cắt quá trình đi xuống với vận tộc V1 đồng thời mở 1TR(19-21) ra, cắt nguồn cung cấp cho 2K, hay kết thúc quá trình đi xuống Thang máy dừng ở tầng 1 CHƯƠNG 3 : TíNH CHọN CáC THIếT Bị 1 Chọn động cơ và bộ biến đổi : Hình ảnh thang máy chở hàng. .. KẾT LUẬN Sau một quá trình học tập và nghiên cứu, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Hồng Quang và sự giúp đỡ của các bạn, em đã hoàn thành đồ án Trong bản đồ án này, em đã thực hiện được các nhiệm vụ sau: +) Tìm hiểu công nghệ và yêu cầu đối với thang máy +) Dùng phương pháp ma trận trạng thái để tổng hợp mạch điều khiển +) Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch động lực và mạch điều khiển hệ thống. .. trình đảo chiều trực tiếp Cũng do thang máy chở hàng nên tốc độ di chuyển không cao Vì vậy, chúng ta không cần dùng thêm điện trở hãm và điện trở khởi động Tuy nhiên, để an toàn khi vận hành, chúng ta có thể thiết kế thêm Rkđ, Rh, hoặc Rơle thời gian để hạn chế dòng khởi động + Trong quá trình hoạt động, thang máy di chuyển với hai vận tốc V1 < V2 Ta sử dụng hệ T-Đ để điều khiển động cơ Trong quá trình... Dùng 1 tiếp điểm của Rơ le để đóng công tắc tơ Ta sẽ dùng cách thứ 2 trong mạch điều khiển 3.4 Bảo vệ cho mạch điều khiển : Với một sơ đồ cấu trúc như trên, mạch chỉ đủ đảm bảo cho việc hệ thống có khả năng làm việc theo yêu cầu công nghệ đã đề ra nhưng để đảm bảo an toàn và vận hành tốt mạch điều khiển chúng ta cần phải thiết kế thêm một số phần khác có chức năng đặc biệt để bảo vệ khi có sự cố - Bảo... M1 để phát tín hiệu thang máy đi lên tầng 2 và M2 thang máy đi xuống tầng 1 Sơ đồ sau khi hiệu chỉnh : 3 THỰC HIỆN SƠ ĐỒ NGUYấN Lí MẠCH ĐIỀU KHIỂN: Phân tích : + Động cơ sử dụng là động cơ điện 1 chiều, công suất 15KW là loại động cơ trung bình cỡ nhỏ Động cơ khởi động với vận tốc V1 nhỏ và dừng cũng với vận tốc V1 Mặt khác, thang máy dừng để chở hàng nên nó phải dừng lại để bốc hàng, do đó không có... thang máy đi lên với vận tốc V1 Khi thang máy đi lên tới điểm tác động của công tắc hành trình 4H(1-9) làm cho cuộn dây rơ le 4TR có điện, mở 4TR(1-15), cắt nguồn cung cấp cho cuộn dây của công-tắc-tơ 5TR, tức là cắt quá trình đi lên đồng thời 5TR(25-27) mở ra, cắt quá trình đi lên với vận tộc V1 Thang máy dừng ở tầng 2 2 Thang máy đi từ tầng 2 xuống tầng 1 : + Có tín hiệu đi xuống : Giả sử thang máy. .. áp điều khiển Uđk + Ban đầu, đóng cầu dao 1CD để cung cấp nguồn cho mạch kích từ, cuộn dây CKĐ và rơ le dòng điện RTT có điện Khi đó, RTT đóng RTT(2-4) lại, chuẩn bị cho mạch làm việc Đóng áptômát 1AT lại để cung cấp nguồn cho bộ biến đổi Đóng áptômát 2AT lại để cung cấp nguồn cho mạch điều khiển Thang máy chưa hoạt động 1 Thang máy đi từ tầng 1 lên tầng 2 : + Có tín hiệu đi lên : Giả sử thang máy. .. tắc sau: + Các thiết bị điều khiển gồm: Aptomat 2AT, các rơle trung gian : 1RT, 2RT, 3RT, 4RT, 5RT và các công tắc tơ 1K, 2K, 1G, 2G đều bố trí trên một bảng điều khiển + Dùng các đầu nối trung gian để nối các điểm trong và ngoài bảng điện với nhau + Bố trí các thiết bị có kích thước lớn và nặng ở phía dưới bảng điều khiển Ví dụ như các côngtắctơ đóng cắt, các công tắc tơ gia tốc Còn các thiết bị nhẹ . 31 CHƯƠNG 1 : THIẾT KẾ CẤU TRÚC MẠCH ĐIỀU KHIỂN 1. YấU CẦU CễNG NGHỆ : Nhiệm vụ : Thiết kế hệ thống điều khiển cho thang máy ba tầng chở hàng Do yêu. án " ;Thiết kế hệ thống điều khiển thang máy chở hàng& quot; Mục lục Lời mở đầu ……………………………………………………………… 1 Chương 1: Thiết kế cấu trúc mạch điều khiển