Luận văn tốt nghiệp lắp đặt và điều khiển thang máy bằng PLC

Luận Văn Tốt Nghiệp PHẦN I KHÁI QUÁT VỀ THANG MÁY CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THANG MÁY Lời nói đầu: Trong thập niên gần ngành xây dựng phát triển mạnh đặc biệt TP Hồ Chí Minh, Hà Nội khu trung tâm thành thị khác nước Với phát triển mạnh mẽ khơng nhà cao tầng mọc lên dùng đôi bàn chân để leo lên lại xuống ngày tịa nhà Chính thang máy giúp rát nhiều cho vấn đề này, vừa tiết kiệm thời gian vừa tốn cơng sức đồng thời tạo cho thấy vẽ mỹ quan kiến trúc đại hóa Thang máy phương tiện thiếu sống mà phát triển nhu cầu sống tiện nghi người ngày cao Nên việc tìm hiểu phát triển thang máy vấn đề cần thiết Thang máy công cụ dùng để chuyên chở người, hàng hóa từ độ cao đến độ cao khác theo chu kỳ Bên ngồi bên thang có nút điều khiển hướng dẫn sử dụng Thang máy có nhiều loại chủ yếu thang máy đứng thường dùng tòa nhà cao tầng thang máy thường dùng siêu thị hay trung tâm thường có đơng người di chuyển lên xuống thường xuyên Trong thang máy đứng thừng sử dụng rộng rải tóa cao ốc, bệnh viện, nhà hàng, khách sạn Để đáp ứng tiện nghi sử dụng theo yêu cầu qui luật phát triển đất nước tịa nhà cao từ tầng trở lên phải lấp đặt thang máy Thực tế TP Hồ Chí Minh có khoảng 500 thang máy sử dụng Hà Nội khoảng 400 Hiện có nhiều Cơng Ty tham gia vào thị trường thang máy nước ta nên việc cạnh tranh diễn gây gắt Do việc tìm hiểu để phát triền đổi kiểu dáng hoạt động thang máy việc cần thiết cơng ty Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Bước thực việc cải tạo nâng cấp hệ thống máy móc thay hệ thống điều khiển cũ sử dụng rơle thiết bị điều khiển lập trình PLC nhằm làm cho mạch điều khiển hệ thống gọn nhẹ, hoạt động xác đáng tin cậy quan trọng dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển có u cầu PLC thiết bị điều khiển công nghiệp sử dụng rộng rãi Việt Nam Vấn đề tự động hóa cơng nghiệp để giảm bớt lao động chân tay nâng cao suất lao động, đề tài bạn sinh viên, thầy cô trường kỹ thuật quan tâm nghiên cứu nhiều Việc khảo sát sử dụng phần mềm lập trình cho PLC họ SIMATIC S7 ** Giới hạn đề tài Do hạn chế thời gian, tài liệu tham khảo nhiều điều kiện khách quan khác nhau, nên đề tài nghiên cứu nội dung sau : - Thiết lập lưu đồ điều khiển - Lập trình điều khiển PLC SIMATIC S7-200 CPU 214 - Xây dựng mơ hình điều khiển - Kết nối PLC với mơ hình Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp CẤU TRÚC CỦA THANG MÁY: Nguồn Motor kéo Nút nhấn gọi thang (bên ngoài) Cửa thang Bảng Điều khiển thang (Bên trong) Đối trọng Cáp Thanh ray Bộ phận lò xo giảm xốc Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thủ tục thiết kế điều khiển chương trình: Tìm hiểu yêu cầu hệ thống điều khiển Liệt kê đầu vào/ra tương ứng với đầu vào/ra PLC Dựng sơ đồ chung hệ thống điều khiển Phiên dịch lưu đồ sang dạng sơ đồ giải thuật Lập trình sơ đồ giải thuật vào PLC Mơ chương trình kiểm tra phần mềm Chương trình sai Đúng Thay đổi chươn g trình Nối thiết bị vào/ra với PLC Sửa lại phần mềm Chạy thử chương trình Sai Chương trình Đúng Lưu chương trình vào EPROM Sắp xếp có hệ thống chương Kết thúc Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN ĐỘNG CỦA THANG MÁY I Truyền động kiểu kéo khơng có hộp số: Mơ tả: Thiết bị nâng chuyển kiểu kéo khơng có hộp số bao gồm động DC tốc độ thấp (từ 50 đến 200 vịng/phút) có bốn đến tám pulley có đường kính khoảng 30 đến 48 inch (khoảng 750 đến 1000 mm) Một phanh lò xo cách ly điện bố trí dùng cho pulley Động DC có tốc độ thấp, có trọng lượng lớn đắt tiền cần thiết để trì moment yêu cầu để truyền động trực tiếp cho pulley có bán kính lớn để đảm bảo tốc độ dừng tăng tốc độ thang Các pulley lớn tăng tuổi thọ dây kéo Thường người ta chọn pulley có bán kính gấp 40 lần bán kính dây kéo Các máy kiểu kéo khơng có hộp số tăng tốc cao 800 fpm(4 m/s) cao Thường dùng nguyên tắc quấn dây đôi để tránh trượt dây giảm tối đa độ mòn dây Các dây từ buồng thang quấn pulley truyền động qua pulley thứ hai (gọi pulley thứ cấp) qua pulley truyền động lần nữa, cuối đến đối trọng Lớp đệm rãnh làm pulyuerthane, lớp có tác dụng tăng ma sát rãnh pulley dây kéo để kéo dài tuổi thọ dây Kỉ thuật phát triển dựa theo nguyên tắc quấn dây hai lần bị thay việc quấn dây lần kết hợp với miếng đệm rãnh Dây cáp: thường dùng loại dây cáp x 19 có khả chịu lực cao Các thiết bị thông thường liên kết dây theo tỉ lệ 1:1 1:2 buồng thang đối trọng Tỷ lệ 2:1 lợi gấp đôi lực, động cần cung cấp lực lực cần thiết để nâng khối lượng vật Tỷ lệ thường dùng tải lớn 1600 kg Tỷ lệ 1:1 không thiệt hại quãng đường tốc độ động phải giảm nhỏ, dẫn đến kích thước động lớn Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Hoạt động: Máy phát khởi động đầy tải, có khả tăng tốc đến tốc độ cực đại khoảng cách chuyển động từ tầng đến tầng Có khả chuyển động chậm dần đến mức dừng khoảng thời gian từ 4,5 đến giây u cầu địi hỏi phải thực điều khiển tải nâng hạ Hệ thống nâng chuyển phải bố trí cho tăng tốc giảm tốc không làm sốc hành khách buồng thang II Truyền động kiểu kéo có hộp số: Mơ tả: Máy thang nâng kiểu kéo có hộp số sử dụng giảm tốc nối vào động có tốc độ cao truyền động đến pulley Kết tốc độ pulley giảm xuống moment tăng cao cần thiết cho làm việc thang máy Hãm lò xo để dừng thang giữ thang tầng Thang nâng theo nguyên lý kéo có hộp số thường dùng thang máy thiết bị nâng chuyển có dung lượng từ 15 đến 3000 lp(10 đến 1400 kg) lớn với tốc độ từ 25 đến 450 fpm(0.125 đến 2.3 m/s) Máy kéo có hộp số truyền động động AC tốc độ hai tốc độ sử dụng động DC dùng phương pháp điều khiển “Ward – Leonard” động AC hay DC điều khiển chỉnh lưu hay mạch điện tử Động AC thường dùng cho tốc độ từ 25 đến 150 fpm (0.125 đến 0.75 m/s) với mạch điện tử tốc độ lên đến 350 fpm (1.75 m/s) Đối với động tốc độ, người ta dừng cách tắt nguồn hãm phanh Động hai tốc độ hoạt động với dây quấn kép Dây quấn tốc độ nhanh dùng để vận hành, dây quấn tốc độ chậm dùng để hãm phanh dừng mức Phần cơ: - Đây phận cung cấp lực kéo cho thang máy Nó bao gồm phận sau: - Motor kéo (thường động không đồng ba pha) - Thiết bị biến đổi tốc độ (hộp số máy kéo) - Bánh kéo (traction sheave) hay pulley quấn cáp Bộ hãm: Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Người ta thường dùng hãm từ chúng giải phóng điện tạo để ma sát với trục máy Do lò xo giữ ngược chiều hãm hình trụ trục quay máy Sự hoạt động cấu truyền động không bánh răng, chức hãm dùng để trì khơng làm chạm thang máy Do kích thước xác định moment theo điểu kiện cần thiết Chức giống motor, nhỏ phận truyền động bánh răng, moment giảm ngược với bánh Bộ phận quay motor AC với vận tốc thấp mà dừng lại đế hãm Dịng từ hóa sử dụng nơi chúng điều khiển nhanh chóng khơng có tiếng ồn Bộ hãm dịng xoay chiều từ tính hoạt động motor thường cung cấp qua phận giảm chấn để điều chỉnh hoạt động chúng Lực kéo Công suất: a Lực kéo: Buồng thang nâng lên kéo xuống dây cáp vắt qua rịng rọc truyền động, lực cần thiết có ma sát cáp bề mặt rãnh ròng rọc áp lực gây nên trọng lượng buồng thang đối trọng Thang máy kéo lực có đặc điểm an tồn khơng có buồng thang đối trọng, lực căng cáp bị giảm nhẹ rịng rọc quay mà khơng di chuyển thang máy lực ma sát bị giải phóng b Cơng suất Để chọn công suất truyền động thang máy cần có điều kiện sau: - Tốc độ gia tốc lớn cho phép - Trọng tải - Trọng lượng buồng thang Công suất tĩnh động không dùng đối trọng xác định theo công thức sau: P  [(Gbt  G )  V  g * 10 3 ] /  (KW) Gbt: khối lượng buồng thang (Kg) G: khối lượng hàng (kg) Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp V: vận tốc nâng (m/s) g: gia tốc trọng trường (m/s2)  : hiệu suất cấu nâng (thường chọn 0.5 đến 0.8) Công suất tĩnh động lúc nâng tải có đối trọng : P  [(Gbt  G ) /   G dt   ]  V  k  g  10 3 (KW) Công suất tĩnh động lúc hạ tải có đối trọng : P  [(Gbt  G )    Gdt /  ]  V  k  g  10 3 (KW) Gdt: khối lượng đối trọng (kg) K: hệ số ma sát dẫn hướng đối trọng ( thường chọn k =1, 15:1,3) Khối lượng đối trọng tính theo cơng thức: Gdt  Gbt    G (Kg) Với  hệ số cân (chọn 0.3 đến 0.6) Tuỳ thuộc vào tải trọng mà ta chọn công suất cho phù hợp với động kéo Nó cịn phụ thuộc nhiều vào lực kéo đặt len puli quấn dây cấu truyền động motor kéo puli Dựa vào kết cơng thức trên, ta chọn công suất thành phấn liên quan Dây Cáp: Một gồm từ ba đến tám dây cáp thép với đường kính khoảng 0.5 đến inch thường dùng để nối song song Đường kính cáp dùng để xác định đường kính rịng rọc nhỏ sử dụng Rịng rọc q nhỏ dẫn tới ứng suất dư cáp quấn qua rịng rọc, ngun nhân giảm tuổi thọ cáp Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Đường kính rịng rọc thường chọn lớn 40 lần đường kính cáp Hình Trong hình thang máy sử dụng hệ thống cáp gồm dây, dùng nối song song với thông qua hệ thống nối cáp Buồng thang: Hình cho ta thấy nút chức bên buồng thang Buồng thang mang tải gồm:bục thang, khung thang, cửa chắn xung quanh thang Khung thang gắn dính với dây cáp, ray, bục thang thiết bị an tồn Thơng thường phân điều khiển cửa gắn kèm theo Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp CHƯƠNG III: CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI THANG MÁY I AN TOÀN: Đối tượng phục vụ thang máy (thang máy trở người) phục vụ trực tiếp người Vì vậy, an tồn yếu tố quan trọng Nó phải đảm bảo tính mạng sức khỏe người Đặt vấn đề an toàn, tức đưa khả năng, tình xảy sử dụng thang máy để tính tốn, có biện pháp đề phịng xử lý thích hợp, nhanh chóng Có thể chia thành hai trạng thái hoạt động thang máy: - Thang máy hoạt động bình thường - Thang máy có cố Thang máy hoạt động bình thường: Cửa thang máy phải đóng kín cabin chuyển động chưa dừng hẳn Sau mở cửa tầng có yêu cầu để khách vào, cửa cabin đóng lại chưa q tải khơng cịn khách hay hàng hóa di chuyển qua cửa cabin Lực đóng cửa có giá trị nhỏ để đảm bảo không gây tổn thương cho hành khách hay hư hỏng cho hàng hóa Thang máy bị cố: Khi điện: Cabin đưa xuống tầng gần nguồn phụ Khi cabin chạy hành trình cho phép (Over travel) điều khiển khơng bình thường lý đó, phải có biện pháp xử lý để khơng tiếp tục di chuyển phá kết cấu gây tai nạn Cửa cabin cửa tầng có kết cấu thích hợp, cho phép mở trường hợp xảy cố thang máy phải dừng tầng Nếu cabin bị đứt cáp phải có phận hãm bảo hiểm khơng cho thang máy rơi tự Cabin phải có cửa thoát hiểm để sử dụng trường hợp xấu II ĐỘ TIN CẬY: Độ tin cậy thang máy thể ở: - Tuổi thọ làm việc phận cao, hư hỏng - Xử lý đúng, đáp ứng xác yêu cầu người sử dụng đưa Trang 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 79 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 80 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 81 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 82 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 83 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 84 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 85 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 86 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp CHƯƠNG III: THIẾT KẾ GIAO TIẾP DÙNG VISUAL BASIC 6.0 I GIAO DIỆN MẶT THANG MÁY TRÊN VISUAL BASIC 6.0: Trang 87 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp II CHƯƠNG TRÌNH CHO GIAO DIỆN: Private Sub cancle_Click() End Sub Private Sub closePort_Click() If MSComm1.PortOpen = True Then MSComm1.PortOpen = False closePort.Enabled = False openPort.Enabled = True End If End Sub Private Sub Command1_Click() Timer4.Enabled = True MSComm1.Output = "A" End Sub Private Sub Command2_Click() Timer4.Enabled = True MSComm1.Output = "B" End Sub Private Sub Command3_Click() Timer4.Enabled = True MSComm1.Output = "C" End Sub Private Sub Command4_Click() Timer4.Enabled = True MSComm1.Output = "D" End Sub Private Sub Command5_Click() Timer4.Enabled = True Text1.Text = "K" MSComm1.Output = Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text End Sub Trang 88 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Private Sub Command6_Click() Timer4.Enabled = True Text1.Text = "J" MSComm1.Output = Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text End Sub Private Sub Command7_Click() Timer4.Enabled = True Text1.Text = "L" MSComm1.Output = Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text End Sub Private Sub Command8_Click() Timer4.Enabled = True Text1.Text = "M" MSComm1.Output = Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text End Sub Private Sub ExitButton_Click() Call closePort_Click End End Sub Private Sub Form_Load() If MSComm1.PortOpen Then MSComm1.PortOpen = False End If MSComm1.CommPort = MSComm1.Settings = "9600,N,8,1 " MSComm1.InputLen = MSComm1.RThreshold = End Sub Private Sub Goitang1D_Click() Timer4.Enabled = True Text1.Text = "B" Trang 89 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp MSComm1.Output = Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text End Sub Private Sub Goitang1U_Click() Timer4.Enabled = True Text1.Text = "C" MSComm1.Output = Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text End Sub Private Sub Goitang2D_Click() Timer4.Enabled = True Text1.Text = "D" MSComm1.Output = Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text End Sub Private Sub Goitang2U_Click() Timer4.Enabled = True Text1.Text = "E" MSComm1.Output = Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text End Sub Private Sub Goitang3_Click() Timer4.Enabled = True Text1.Text = "F" MSComm1.Output = Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text End Sub Private Sub GoitangG_Click() Timer4.Enabled = True Text1.Text = "A" MSComm1.Output = Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text & Text1.Text End Sub Private Sub MSComm1_OnComm() Dim i, J, K Trang 90 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp 'If MSComm1.InBufferCount >= Then MSComm1.InputLen = 'neu co ky tu bo dem nhan thi doc het 'SNhan = MSComm1.Input 'dua ky tu nhan duoc vao bien SNhan If MSComm1.CommEvent = comEvReceive Then SNhan = MSComm1.Input ……………… ……………… ……………… Trang 91 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN I Nhận xét: Qua tháng làm luận văn, em tìm hiểu nhiều tài liệu thấy đề tài em nghiê cứu có tính ứng dụng cao Thang máy thiết bị chưa phổ biến Việt Nam nên việc nghiên cứu chế tạo thang máy hướng tốt cho tương lai Đề tài thang máy chắn giúp nhiều em trường Qua thiết kế thi công thang máy em rút kết luận sau: Phần cứng: Thiết kế thang máy theo em khó phần tính tốn để xác định động cơ, dây, vị trí đặt thiết bị sau cho tốt đặc biệt làm sau phải bào đảm an tịan cho thang máy Thang máy có nhiều chi tiết nhỏ cẩn thiết kế cho hợp lý nên tốn nhiều thời gian Phần mềm: Giao tiếp máy tính với PLC vấn đề hay,rộng có tính ứng dụng cao Ngồi thơng qua máy tính PLC kết nối với hệ thống khác PLC thiết bị lập trình tuyệt vời: - Dễ thay đổi chương trình - Dễ lập trình, đặc biệt lập trình theo phương pháp LADER - Tính ứng dụng cao - Có thể giao tiếp với máy tính nhiều thiết bị khác - Chạy ổn định độ bền cao vi xử lý II Hướng mở rộng đề tài: Thang máy vấn đề sâu rộng, có nhiều phương hướng để mở rộng đề tài này: Trang bị thêm thiết bị cho thang máy tiện nghi - Trang bị hệ thống hãm để thang máy dừng tầng, đề phòng cố đức cáp điều chỉnh tốc độ thang máy - Trang bị thêm hệ thống tải để thang hoạt động tốt - Thiết kế hệ thống cảm biến cửa để khách không bị kẹt - Sử dụng phương pháp điều khiển động để điều chỉnh tốc độ động Nâng cấp thang máy đơn thành thanhg máy đôi Trang 92 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp PHỤ LỤC: CÁC TÀI LIỆU ĐÃ THAM KHẢO  Sách: TỰ ĐỘNG HÓA VỚI SIMATIC S7 - 200 Trung tâm đào tạo Đại Học Bách Khoa Hà Nội Tác giả: Nguyễn Doãn Phước Phan Xuân Minh  Sách: LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG VISUAL BASIC Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh Tác giả: Đặng Thế Khoa  Sách: CÁC MẠCH LOGIC VÀ THIẾT BỊ HIỂN THỊ Nhà xuất Thống kê Tác giả: KS Quang Minh - Ngọc Cương  Ngồi cịn có phụ lục phần mềm sử dụng nhiều tài liệu Internet Trang 93 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp Thủ tục thiết kế điều khiển chương trình: Tìm hiểu yêu cầu hệ thống điều khiển Liệt kê đầu vào/ra tương ứng với đầu vào/ra PLC Dựng sơ đồ chung hệ thống điều khiển Phiên.. .Luận Văn Tốt Nghiệp Bước thực việc cải tạo nâng cấp hệ thống máy móc thay hệ thống điều khiển cũ sử dụng rơle thiết bị điều khiển lập trình PLC nhằm làm cho mạch điều khiển hệ thống... luanvanchat@agmail.com Luận Văn Tốt Nghiệp - Sự phối hợp họat động thiết bị, thành phần thang máy điều khiển đồng bộ, thống III ĐỘ CHÍNH XÁC DỪNG TẦNG: Buồng thang thang máy phải dừng xác so với