MÔ HÌNH HÓA VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG Thang máy

M ỤC L ỤC PHẦN I: PHẦN BẢN VẼ PHẦN II: PHẦN THUYẾT MINH CHƯƠNG I :GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 1-1.1 Khái niệm chung thang máy (theo TCVN 6395:1998) 1-1.2 Cấu trúc điển hình thang máy CHƯƠNG III MƠ HÌNH HĨA VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHƯƠNG IV:THIẾT KẾ HỆ THỐNG 5-3 LƯU ĐỒ THUẬT TỐN VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 5-3.1 L ưu đồ thuật toán PHẦN I: PHẦN BẢN VẼ 5-3 LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 5-3.1 L ưu đồ thuật tốn 5-3.1.1 L ưu đồ thuật toán điều khiển thang H ình 4.2: L ưu đồ thuật toán điều khiển thang 5-3.1.2 Lưu đồ thuật toán điều khiển cửa H ình 4.3: Lưu đồ thuật tốn điều khiển cửa PHẦN II: PHẦN THUYẾT MINH CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG Hồ chung với cơng xây dựng phát triển đất nước, nghiệp giáo dục nước ta bước chuyển mạnh mẽ với tốc độ phát triển nhanh chóng Một mục tiêu mà ngành giáo dục đưa giúp Việt Nam có đội ngũ giáo viên kỹ thuật nịng cốt, kỹ sư chuyên ngành có lực, đủ đức, đủ tài phục vụ cho nghiệp cơng nghiệp hố, đại hố Để đạt mục tiêu hệ trẻ đặc biệt sinh viên phải chủ động tìm hiểu ứng dụng thành tựu khoa học xây dựng công nghiệp nước nhà ngày vững mạnh Xuất phát từ nhu cầu thiết thực sống niềm đam mê khoa học, nhóm sinh viên chúng em nghiên cứu đề tài: “Điều khiển cầu thang máy dùng PLC” Đề tài đề cập đến lĩnh vực ứng dụng phổ biến sống, lại khối kiến thức mẻ sinh viên chúng em Phần thuyết minh gồm chương : CHƯƠNG I :GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY CHƯƠNG III MƠ HÌNH HĨA VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHƯƠNG IV:THIẾT KẾ HỆ THỐNG Do thời gian kinh nghiệm hạn chế nên thuyết minh không tránh khỏi sai sót Chúng em mong nhận bảo tận tình Thầy Cơ giáo đóng góp bạn để thuyết minh hồn thiện Hưng Yên, ngày 20/8/2008 Nhóm sinh viên thực CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY Trong chương trình bày vấn đề : - Cấu trúc điển hình thang máy - Các hệ truyền động sử dụng thang máy 1-1 TỔNG QUAN 1-1.1 Cấu trúc điển hình thang máy Các loại thang máy đại có cấu trúc phức tạp nhằm nâng cao tính tin cậy, an tồn, tiện lợi vận hành Thang máy thường bao gồm số phận chức sau: - Cơ cấu dẫn động - Cabin hệ thống treo cabin - Cơ cấu đóng, mở cửa cabin phanh an toàn đảm bảo cho cabin không bị rơi tự gặp cố - Hệ thống ray dẫn hướng cho cabin đối trọng - Bộ hạn chế tốc độ tác động lên phanh an toàn để dừng cabin tốc độ vượt giới hạn cho phép - Bộ giảm chấn đáy giếng thang - Hệ thống thiết bị an toàn phục vụ khác - Tủ điện hệ thống điều khiển Mỗi phận chức đảm nhận nhiệm vụ làm thang máy hoàn chỉnh hơn, an tồn thuận tiện Kết cấu, sơ đồ bố trí thiết bị thang máy thể hình sau: Hình 1.1 Kết cấu khí thang máy Thang máy chia thành khu vực sau: Cabin Con trượt ray dẫn hướng Ray dẫn hướng cabin Thanh kẹp tăng cáp Cụm đối trọng Ray dẫn hướng đối trọng ụ dẫn hướng đối trọng Cáp tải Cụm máy 10 Cửa xếp cabin 11 Nêm chống rơi 12 Cơ cấu chống rơi 13 Giảm chấn 14 Thanh đỡ 15 Kẹp ray cabin 16 Gía ray cabin 17 Bulơng bắt giá ray 18 Gía ray đối trọng 19 Kẹp ray đối trọng CHƯƠNG II 2-1 CẤU TRÚC THANG 2-1.1 Giếng thang 2-1.2 Cửa tầng 2-1.3.Phòng điều khiển 2-1.3.1 Phần động lực Phần động lực thang máy gồm động kéo ca bin động mở cửa cabin Cả hai động sử dụng động phases 380V Động kéo cabin kết nối với hộp số (giảm tốc độ, tăng hệ số chịu tải) Hình 2.3: Động kéo cabin 2-1.3.2 Phần điều khiển Các thiết bị điều khiển thang máy lắp đặt tủ điều khiển bao gồm: - Bộ nút ấn điều khiển thang Manule phịng điều khiển - Bộ điều khiển xử lý lệnh sử dụng PLC S7-200 CPU224, có mơ đun mở rộng EM223 EM222 - Thiết bị công suất: Biến tần SIEMENS MM440 MM420, công tắc tơ, áp tômát - Các rơ le trung gian Nhận xét nguyên lý điều khiển cuả thang máy - Các tín hiệu điều khiển từ tầng cabin đưa xử lý trung tâm PLC - Biến tần PLC kết nối với qua đầu vào số PLC biến tần Các tín hiệu điều khiển từ đầu PLC, qua rơ le trung gian đưa tới đầu vào số biến tần để điều khiển động kéo cabin động mở cửa cabin 10 2-1.5.2 Mạch động lực Hình 2.8: Sơ đồ mạch động lực 13 2-1.5.3 Mạch điều khiển 14 2-1.5.4 Sơ đồ đầu vào CPU224 15 Hình 2.10: Sơ đồ đầu vào CPU224 16 2.1 1: Sơ đồ đầu vào, mơdul EM223 17 Hìn h 2.12 Sơ đồ mạch điều khiển tín hiệu cabin 18 19 Hình 2.13: Sơ đồ mạch điều khiển tín hiệu ngồi cửa tầng 2-2 HỆ TRUYỀN ĐỘNG THANG MÁY Sau trình tìm hiểu khảo sát thực tế tại, xác định hệ truyền động thang máy sử dụng động không đồng rotor lồng sóc điều khiển biến tần với hệ điều khiển dùng PLC Các thông số hệ truyền động thu thập được: Máy kéo sử dụng động khơng đồng rotor lồng sóc có thông số sau: - Mã hiệu: Tipo GF 132S.22 - Tốc độ định mức: n = 1425 vòng / phút - Điện áp định mức: Uđm = 400 V - Dòng điện định mức: Iđm = 13 A - Hệ số công suất: cos  = 0,84 - Công suất định mức: Pđm = 5,5 kW - Tần số định mức: f = 50 Hz - Độ chênh lệch nhiệt độ so với môi trường cho phép: 400C max Động nối với hộp số có tỉ số truyền 1/43, đường kính puly chủ động 54 cm Phanh hãm động có điện áp làm việc 110 VDC, dòng làm việc 0,92 A Động máy kéo điều khiển biến tần MM440 hãng siemen có thơng số cụ thể sau: - MM440: 6SE6440-2UD27-5CA1 - Nguồn cung cấp: pha 380 - 480 V, 47 -63 Hz - Dải tần số đầu ra: - 650 Hz - Có đầu vào số lập trình - ngõ vào tương tự - ngõ tương tự - Loại A, kích cỡ H x W x D: 245 x 185 x 195 - Dải nhiệt độ làm việc: -100C - +500C 20 Động kéo cửa điều khiển biến tần MM420 có thơng số cụ thể sau: - MM420: 6SE6420 -2UC17 -5AA1 - Nguồn cung cấp: pha 200 -240 V 10% , 10 45 -63 Hz - Dải tần số đầu ra: - 650 Hz - Công suất: 0,75 kW - đầu vào số lập trình - ngõ vào tương tự: -10 V - ngõ tương tự: -20 mA - Loại A, kích cỡ H x W x D: 173 x 73 x 149 Hình 2.19 Mơ hình động học hệ thông máy Các lực tác động lên puli gồm có: F1 F2 21 F1 G BT  G F2 G ĐT Trong đó: GBT: Trọng lượng buồng thang GĐT: Trọng lượng đối trọng G: Tải trọng thang máy mang theo ( tính cơng suất động ta lấy G= Gmax) Tổng lực tác dụng lên puli cáp kéo F:    F  F1  F2  F F1  F2 GBT  G  GDT GBT  G  G DT  F (mBT  mmax  mDT ).9,8  F (870  600  1140 ).9,8  F 330.9,8 3234 N Ngoài động phải thắng lực: - Lực ma sát ngoàm dẫn hướng ray dẫn hướng - Lực cản khơng khí thang di chuyển giếng thang Nhìn chung hai thành phần lực có giá trị khơng đáng kể so với lực vịng tĩnh F thường người ta tính đến hệ số k = 1,2 Vậy tổng lực cản mà động phải thắng P = k.F = 1,2 3234 = 3880,8 N Đây lực kéo tĩnh tác dụng lên puli ( P = 3880,8 N ) Để sinh gia tốc lớn cho buồng thang động phải sinh lực kéo đủ để thắng lực kéo tĩnh sinh gia tốc a = 1m/s2 Ta tính riêng thành phần lực kéo để sinh gia tốc cho buồng thang chế độ làm việc nặng nề nhất: F '  ma (m BT  mTT  m DT ).a F ' (870  600  1140 ).0,7 330.1 330( N ) Vậy lực kéo lớn mà động phải sinh là: FK  p  F ' 3880,8  330 4210,8( N ) 22 2-4.2.Tính momen động tương ứng với lực kéo Momen đầu trục động phải sinh là: M ( FK D 1 0,52 1 ) (4210,8 ) 31,83( N m) i  43 0,8 Trong đó: i – tỉ số truyền hộp số;  - hiệu suất cấu truyền Để thang chạy với tốc độ v = 0,75 m/s tốc độ đầu trục động n = 1138 vịng/phút, ta có cơng suất tính toán động là: PTT M  M 2 n 2 1138 31,83 3790W 60 60 Vậy công suất thực tế động là: P = 1,2 3216 = 3790 (kW) Chuẩn hóa chọn động có cơng suất: 5,5 kW NHẬN XÉT: Với kiến thức tìm hiểu chương I, chúng em vận dụng để khảo sát thực tế thang máy khoa May thu kết sau: Hình 2.20: Cấu trúc điều khiển thang máy 23 3-1 TỔNG QUAN VỀ PLC S7-200 Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC ( Programmable Logic Control ) loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình, thay cho việc phải thực thuật tốn mạch số Hình 3.1 Cấu trúc PLC S7 200 24 Hình 3.2: Quá trình hoạt động vịng qt 3-2.3.3 Các đầu nối điều khiển Hình 3.14: Đầu nối điều khiển biến tần MM440 25 CHƯƠNG IV THIẾT KẾ HỆ THỐNG 26 27 ... vi? ?n ch? ?ng em Ph? ? ?n thuy? ? ?t minh gồm ch? ?? ?ng : CH? ?? ?NG I :GI? ? ?I THIỆU CHUNG CH? ?? ?NG II: T? ? ?NG QUAN VỀ THANG MÁY CH? ?? ?NG III MƠ HÌNH HĨA VÀ THI? ?T KẾ HỆ TH? ? ?NG CH? ?? ?NG IV:THI? ?T KẾ HỆ TH? ? ?NG Do th? ? ?i gian kinh... kinh nghiệm h? ?n ch? ?? n? ?n thuy? ? ?t minh kh? ?ng tránh kh? ?i sai s? ?t Ch? ?ng em mong nh? ?n bảo t? ? ?n t? ?nh Th? ??y Cơ gi? ?o đ? ?ng góp b? ?n để thuy? ? ?t minh h? ?n thi? ?n H? ?ng n, ng? ?y 20/8/2008 Nhóm sinh vi? ?n th? ??c CH? ?? ?NG. .. thu? ?t to? ?n ? ?i? ??u khi? ?n cửa H ình 4.3: Lưu đồ thu? ?t t? ?n ? ?i? ??u khi? ?n cửa PH? ? ?N II: PH? ? ?N THUY? ? ?T MINH CH? ?? ?NG I GI? ? ?I THIỆU CHUNG Hồ chung v? ?i c? ?ng xây d? ?ng ph? ?t tri? ?n đ? ?t n? ?ớc, nghiệp gi? ?o dục n? ?ớc ta