Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

Đồ án thiết kế hệ thống điện tử MỤC LỤC MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH ẢNH LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 1.1 Khái niệm thang máy 1.2 Phân loại thang máy 1.3 Cấu tạo chung 1.4 Các thiết bị khác 1.5 Các yêu cầu điều khiển thang máy 15 1.6 Các thông số hệ truyền động khí thang máy thiết kế 16 CHƯƠNG 2:XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY 18 2.1 Lựa chọn phương án điều khiển .18 2.2 Tổng quan PLC 18 2.3 Đặc điểm hệ thống lập trình PLC 19 2.4 Ứng dụng PLC 20 2.5 Các thành phần PLC S7 200 21 2.6 Các nguyên tắc lập trình S7-200 .22 2.7 Chọn kiểu làm việc cho CPU 23 2.8 Giới thiệu biến tần 23 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY 26 3.1 Giới thiệu sơ đồ nguyên lí hệ thống 26 3.2 Hệ thống điện thang máy 28 3.3 Nguyên lí động sử dụng thang máy 28 3.4 Thiết kế nút nhấn bố trí cảm biến 29 3.5 Giản đồ Graphcet thể nguyên lí điều khiển thang máy 30 3.6 Thống kê đầu vào-ra thang máy giải thích kí hiệu .34 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 3.8 Kết nối PLC với đầu vào đầu .50 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM PC SIMU 51 4.1 Giới thiệu 51 4.2 Các bước thực 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO .54 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình Sơ đồ kết cấu khí thang máy .8 Hình Động kéo có hộp số không hộp số Hình Động cửa cabin thang máy .9 Hình Các mẫu cửa thang máy 10 Hình Phanh ERS VAR 15 hãng Warner Electric 11 Hình Cảm biến BM Series hãng Autonics 11 Hình Cảm biến cửa SN-GM-1-P16192H-b 12 Hình Cảm biến trọng lượng buồng thang 12 Hình Cảm biến tiếp điểm .13 Hình 10 Bảng điều kiển thang máy 13 Hình 11 Aptomat .14 Hình 12 Phanh bảo hiểm kiểu kìm 15 Hình 13 Sơ đồ bố trí thang máy .17 Hình 14 Các model PLC S7-200 hãng SIEMENS 19 Hình 15 Sơ đồ cấu trúc PLC 20 Hình 16 LADDER 22 Hình 17 Các đầu dây điều khiển biến tần MM440 24 Hình 18 Sơ đồ nguyên lí hệ thống điều khiển thang máy 27 Hình 19 Bố trí cảm biến nút gọi tầng thang máy 30 Hình 20 Giản đồ graphcet .31 Hình 21 Điều khiển động quay nghịch, thang máy xuống 32 Hình 22 Điều khiển động quay thuận, thang máy lên 32 Hình 23 Điều khiển cabin dừng tự động mở cửa .33 Hình 24 Điều khiển động đóng cửa cabin 33 Hình 25 Điều khiển động quay chậm 34 Hình 26 Bảng thống kê INPUT/OUTPUT .36 Hình 27 Đầu vào CPU 224 Modul mở rộng EM 223 50 Hình 28 Đầu CPU 224 50 Hình 29 Xuất file sang phần mềm S7-200E 51 Hình 30 Nạp code cho CPU 52 Hình 31 Giao diện điều khiển thang máy PC Simu .53 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử LỜI NÓI ĐẦU Sự tiến khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ kỹ thuật máy tính cho đời thiết bị điều khiển số như: CNC, PLC,… Các thiết bị cho phép khắc phục được nhiều nhược điểm hệ thống điều khiển trước đó, đáp ứng được yêu cầu kinh tế kỹ thuật sản xuất Với phát triển khoa học cơng nghệ nay, việc ứng dụng thiết bị logic khả trình PLC để tự động hóa q trình sản xuất, nhằm mục tiêu tăng xuất lao động, giảm sức người, nâng cao chất lượng sản phẩm vấn đề cấp thiết có tính thời cao Nhằm mục đích tìm hiểu nghiên cứu ứng dụng điều khiển PLC hệ thống điều khiển Thang Máy Đối tượng đồ án đề cập đến thang máy cho nhà cao tầng, thiết bị vân tải có yêu cầu tự động hóa cao với việc sử dụng thiết bị điều khiển PLC Trong đồ án em tập trung sâu vào cơng việc sử dụng ngơn ngữ lập trình Step 7Micro/win cho PLC SIMATIC S7-200 hãng SIEMENS (Đức) để điều khiển thang máy cho nhà tầng Trong trình tiến hành làm đồ án, được hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn TS Trương Đức Phức thân em cố gắng tham khảo tài liệu tìm hiểu thực tế Thang Máy, thời gian kinh nghiệm hạn chế nên đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót Do đó, em mong nhận được ý kiến đóng góp nhận xét đánh giá q báu thầy để đồ án em được hồn thiện TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình chu đáo giáo viên hướng dẫn TS Trương Đức Phức giúp đỡ em nhiều để em hoàn thành được đồ án Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2018 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 1.1 Khái niệm thang máy Thang máy thiết bị chuyên dụng để vận chuyển người, hàng hóa vật liệu, theo phương thẳng đứng nghiêng góc nhỏ 150° so với phương thẳng đứng theo tuyến định sẵn Thang máy thường được sử dụng khách sạn, chung cư, công sở, bệnh viện, đài quan sát, tháp truyền hình, hay nhà máy, công xưởng, Thang máy phương tiện vận chuyển đòi hỏi tính an tồn nghiêm ngặt, liên quan trực tiếp đến tài sản tính mạng người nên việc tính toán, thiết kế, lắp đặt thang máy cần tuân thủ nghiêm ngặt yêu cầu kĩ thuật được qui định quy chuẩn có sẵn 1.2 Phân loại thang máy 1.2.1 Phân loại theo chức  Thang máy chuyên chở người  Thang máy chuyên chở hàng có người kèm  Thang máy chuyên chở người có hàng kèm  Thang máy bệnh viện 1.2.2 Phân loại theo hệ thống dẫn động  Thang máy dẫn động điện  Thang máy thủy lực  Thang máy khí nén 1.2.3 Phân loại theo hệ thống điều khiển  Điều khiển relay TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử  Điều khiển PLC  Điều khiển máy tính 1.2.4 Phân loại theo trọng tải  Thang máy loại nhỏ Q2000kg 1.2.5 Phân loại theo độ dịch chuyển  Thang máy chạy chậm V=0.5m/s  Thang máy tốc độ trung bình V= 0,75 – 1,5m/s  Thang máy tốc độ cao V= 2,5- 5m/s 1.3 Cấu tạo chung Thang máy có nhiều loại khác nhìn chung có số phận Nguồn, chống vượt tốc, máy kéo, dây cáp, ray dẫn hướng, đối trọng, tủ điều khiển, phận lò xo giảm chấn, hệ thống nút nhấn TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử Hình Sơ đồ kết cấu khí thang máy 1.4 Các thiết bị khác 1.4.1 Động kéo Là khâu dẫn động hộp giảm tốc theo vận tốc quy định làm quay puli kéo cabin lên xuống Động sử dụng thang máy động pha roto dây quấn rôto lồng sóc, chế độ làm việc thang máy ngắn hạn lặp lại cộng với yêu cầu sử dụng tốc độ, mô men động theo dải đó cho đảm bảo yêu cầu kinh tế cảm giác người thang máy Động phần tử quan trọng được điều chỉnh phù hợp với yêu cầu nhờ hệ thống điện tử xử lý trung tâm TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử Hình Động kéo có hộp số không hộp số 1.4.2 Động mở cửa Động mở cửa động chiều hay xoay chiều tạo mômen mở cửa cho cabin kết hợp với mở cửa tầng Khi cabin dừng tầng, rơle thời gian đóng mạch điều khiển động mở cửa tầng hoạt động theo quy luật định đảm bảo trình đóng mở êm nhẹ không có va đập Nếu không may vật gì đó hay người kẹp cửa tầng đóng thì cửa tự động mở nhờ phận đặc biệt gờ cửa có gắn phản hồi với động qua sử lý trung tâm Hình Động cửa cabin thang máy TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 1.4.3 Cửa Gồm cabin cửa tầng, cửa cabin để khép kín cabin q trình chuyển động khơng tạo cảm giác chóng mặt cho khách hàng ngăn khơng cho rơi khỏi cabin thứ Cửa tầng để che chắn bảo vệ toàn giếng thang thiết bị đó Cửa cabin cửa tầng có khố tự động để đảm bảo đóng mở kịp thời Hình Các mẫu cửa thang máy 1.4.4 Phanh điện từ Là khâu an tồn, thực nhiệm vụ giữ cho cabin đứng im vị trí dừng tầng, khối tác động hai má phanh kẹp lấy tang phanh, tang phanh gắn đồng trục với trục động Hoạt động đóng mở phanh được phối hợp nhịp nhàng với trình làm việc động 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 40 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 41 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 42 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 43 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 44 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 45 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 46 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 47 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 48 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 49 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 3.8 Kết nối PLC với đầu vào đầu  Đầu vào Hình 27 Đầu vào CPU 224 Modul mở rộng EM 223  Đầu Hình 28 Đầu CPU 224 50 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM PC SIMU 4.1 Giới thiệu PC simu phần mềm dùng mô hệ điều khiển sử dành cho PLCS7-200 hãng SIMENS Kết mô được làm phần mềm STEP MICROWIN, S7-200 English PC simu  STEP MICROWIN: phần mềm dùng lập trình PLC để điều khiển đối tượng  S7-200 E: phần mềm mô CPU modul mở rộng PLC S7-200 Nạp code vào CPU  PC simu: phần mềm mô đối tượng công nghệ đèn báo, băng tải, thang máy, cảm biến , nút nhấn 4.2 Các bước thực  Sau viết chương trình STEP Thực xuất file để nạp vào CPU S7-200E Hình 29 Xuất file sang phần mềm S7-200E 51 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử - Chọn File  Export  lưu file xuất - Nạp chương trình cho CPU: vào Load PLC  logic Block  Apccet - Nhấn Run để bắt đầu chạy chương trình - Tích chọn Interchange Input/Output, chuyển sang biểu tượng cửa End Interchange Input/Output nạp chương trình thành công Hình 30 Nạp code cho CPU  Trên phần mềm PC simu chọn đối tượng cần điều khiển nút nhấn, cảm biến nhận tín hiệu  điền địa cho đối tượng - Nhấn nút ấn bên bên ngồi cabin để thực mơ 52 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử Hình 31 Giao diện điều khiển thang máy PC Simu KẾT LUẬN 53 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử Trong thời gian thực đồ án, em hiểu thiết bị nguyên lý điều khiển thang máy Thang máy đồ án vẫn cịn nhiều nhược điểm, q trình tiếp thu nguồn tri thức em bổ sung hoàn thiện để đáp ứng đượcvới yêu cầu thực tế Em xin chân thành cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO Thang máy-cấu tạo-lựa chọn lắp đặt sử dụng Ts Vũ Liêm Chính (chủ biên) Ts Phạm Quang Dũng Điều khiển Logic lập trình PLC – nhà xuất Thống kê Hướng dẫn sử dụng biến tần SIMENS MM440 Hướng dẫn sử dụng phần mềm PC-SIMU PLC S7-200 ENG để mô PLC S7-200 SIEMENS https://www.youtube.com/watch?v=9h2-gWLdFxM 54 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ... skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 41 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 42 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử. .. skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 44 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 45 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử. .. skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 47 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử 48 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Đồ án thiết kế hệ thống điện tử