Giới thiệu chung về thang máy

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: CÁC YÊU CẦU VỀ THANG MÁY .4 1.1 Giới thiệu chung thang máy: 1.1.1 Khái niệm thang máy: 1.1.2 Các phận chính: .4 1.2 Phân loại thang máy: 1.2.1 Phân loại theo chức năng: 1.2.2 Phân loại theo tải trọng: .6 1.2.3 Phân loại theo tốc độ di chuyển: 1.3 Cấu tạo chung thang máy chở người: điện điều khiển 1.3.1 Hệ thống điện thang máy: .7 1.3.2 Thiết bị khí thang máy: 1.3.3 Hệ thống động học thang máy: .10 1.3.4 Thiết bị an tồn khí: 11 1.4 Đặc điểm phụ tải yêu cầu truyền động thang máy: 12 1.4.1 Đặc điểm phụ tải thang máy: 12 1.4.2 Yêu cầu truyền động thang máy: 13 CHƯƠNG 2: CHỌN THIẾT BỊ TRONG SƠ ĐỒ TRUYỀN ĐỘNG .14 2.1 Giới thiệu động không đồng bộ: .14 2.1.1 Cấu tạo Stato ( phần tĩnh ): 14 2.1.2 Cấu tạo Roto ( phần quay ): .14 2.1.3 Cấu tạo vỏ máy: 14 2.1.4 Nguyên lý làm việc động không đồng bộ: .14 2.2 Chọn động điện: 15 2.3 Xác định phụ tải tĩnh: 15 CHƯƠNG 3: CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG .20 3.1 Khái quát: 20 3.1.1 Dùng hệ truyền động chiều có điều chỉnh tốc độ: 20 3.2 Các phương án điều chỉnh: .23 3.2.1 Điều chỉnh công suất trượt: .23 3.2.2 Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho động biến đổi tần số Tiristor hay Tranzitor: 24 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY 27 4.1 Vấn đề tối ưu điều khiển thang máy: .27 4.1.1 Lý thuyết hàng đợi: 27 4.1.2 Các đặc trưng cho hàng đợi: .27 4.1.3 Yêu cầu chung điều khiển: 28 4.2 Các bước thiết kế hệ thống điều khiển dùng PLC: 30 4.3.Ứng dụng điều khiển PLC vào điều khiển thang máy: 32 4.3.1 Luật điều khiển thang máy: .32 4.3.2 Xác định đầu vào/ra PLC: 34 4.4 Chọn biến tần PLC: 37 4.4.1 Giới thiệu biến tần OMRON: .37 4.4.2 Giới thiệu PLC: 44 4.4.3 Sensơ: 54 4.5 Lưu đồ điều khiển thang máy: 55 4.5.1.Chương trình .55 4.5.2.Các chương trình 58 4.6 Giản đồ thang điều khiển thang máy tầng: 63 KẾT LUẬN 71 LỜI NÓI ĐẦU Trong nhiều kỷ qua, phát triển công nghệ thơng tin góp phần đáng kể vào phát triển điều khiển tự động tự động hoá Có thể nói, ngày nay, khơng hệ thống điều khiển tự động thực tế nào, dù đơn giản, mà khơng có góp mặt vi xử lý, máy tính phần mềm Nói đến cơng nghệ thơng tin điều khiển tự động tự động hoá ta nói đến ba lĩnh vực chính: cơng nghệ máy tính (vi xử lý, vi điều khiển, PLC, máy tính cơng nghiệp,…), cơng nghệ phần mềm (phần mềm cơng nghệ, phần mềm điều khiển,…) công nghệ truyền thông (Fielbus, Bus hệ thống) Trong hệ điều khiển, thiết bị điều khiển đóng vai trị quan trọng, “phần cứng” tảng để thực thuật tốn, chương trình điều khiển Trong nhiều loại thiết bị điều khiển khác nhau, từ rơle đơn giản đến vi điều khiển hay máy tính cơng nghiệp đại, điều khiển logic khả trình (PLC - Programmer Logic Controller) sử dụng phổ biến đặc biệt công nghiệp Thang máy thiết bị thiếu vận chuyển người hàng hoá theo phương thẳng đứng tồ nhà cao tầng Chính từ xuất đến thang máy nghiên cứu, cải tiến, đại hoá để đáp ứng nhu cầu ngày cao hành khách Với phát triển nhanh chóng loại PLC, để ứng dụng điều khiển lập trình PLC vào điều khiển thang máy tiện lợi đơn giản Được hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Văn Liễn thầy giáo Bộ mơn Tự Động Hố Xí Nghiệp Công Nghiệp - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội em hoàn thành đồ án với đề tài: “Thiết kế điều khiển thang máy chở người bẩy tầng” Do thời gian có hạn hiểu biết cịn hạn chế nên đồ án em tránh khỏi sai sót Kính mong nhận góp ý thầy giáo bạn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy cô ! CHƯƠNG CÁC YÊU CẦU VỀ THANG MÁY 1.1 Giới thiệu chung thang máy: 1.1.1 Khái niệm thang máy: Thang máy thiết bị chuyên dụng để vận chuyển người, hàng hóa theo phương thẳng đứng theo tuyến xác định Thang máy dùng toàn nhà cao tầng nhà máy đại Nó loại hình máy nâng chuyển sử dụng rộng rãi ngành sản xuất kinh tế quốc dân ngành khai thác hầm mỏ, ngành xây dựng, luyện kim, công nghiệp nhẹ nơi thang máy sử dụng để vận chuyển hàng hố, sản phẩm, đưa cơng nhân tới nơi làm việc có độ cao khác Nó thay cho sức lực người mang lại suất cao Thang máy chở người đời phương tiện giao thông tuyệt vời cho nhà cao tầng Nó giải tốn giao thơng khó khăn cho cơng trình cao tầng Đặc điểm vận chuyển thang máy so với phương tiện vận chuyển khác thời gian vận chuyển chu kỳ nhỏ Tần suất vận chuyển lớn đóng mở máy liên tục Thang máy có cabin đẹp, sang trọng thơng thống vận hành êm chưa đủ điều kiện sử dụng Mà phải có đầy đủ thiết bị an tồn đảm bảo độ tin cậy điện chiếu sáng dự phòng điện thoại nội chuông báo, hãm bảo hiểm Trong sinh hoạt dân dụng, thang máy sử dụng rộng rãi nhà cao tầng, quan, khách sạn Thang máy thiết bị vận chuyển địi hỏi tính an tồn nghiêm ngặt liên quan trực tiếp đến tính mạng người Vì yêu cầu chung với thang máy thiết kế chế tạo lắp đặt, sử dụng sửa chữa phải tuân thủ cách nghiêm ngặt yêu cầu kỹ thuật an toàn quy định tiêu chuẩn quy phạm Ở Việt Nam, từ trước tới thang máy chủ yếu sử dụng công nghiệp để chở hàng phổ biến Nhưng giai đoạn kinh tế nước ta có bước phát triển mạnh nhu cầu sử dụng thang máy lĩnh vực ngày tăng lên 1.1.2 Các phận chính: + Cabin ( buồng thang ): nơi để thang máy chứa người hàng hóa + Buồng máy: nơi chứa động cơ, tời kéo, hạn chế tốc độ + Giếng thang: khoảng không gian để Cabin đối trọng di chuyển lên xuống nhờ dây cáp ray dẫn hướng + Bộ hãm bảo hiểm: cấu bảo hiểm để dừng giữ Cabin đối trọng ray dẫn hướng vận tốc vượt giá trị cho phép cáp treo bị dứt + Đối trọng: vật có khối lượng nặng buồng thang dùng để giảm tiêu thụ lượng để đảm bảo truyền lực kéo ma sát + Hố giếng: phần giếng thang phía mặt sàn tầng dừng thấp , phục vụ cho việc bảo dưỡng, sửa chữa, điều chỉnh 1.2 Phân loại thang máy: 1.2.1 Phân loại theo chức năng: + Thang máy chở người nhà cao tầng: Có tốc độ trung bình lớn Địi hỏi vận hành êm, an toàn mỹ thuật + Thang máy dùng bệng viện: Đảm bảo tuyệt đối ann toàn, vận hành êm thời gian di chuyển nhanh nhằm đáp ứng nhu cầu đặc thù bệnh nhân Ngồi kích thước ca bin phải đủ lớn để chứa băng ca giường bệnh nhân với bác sỹ nhân viên trang thiết bị đính kèm + Thang máy chở hàng có điều khiển: Được sử dụng rộng rãi cơng nghiệp địi hỏi u cầu cao dừng xác ca bin Đảm bảo việc vận chuyển hàng hóa lên xuống dễ dàng + Thang máy hầm mỏ xí nghiệp: Đáp ứng điều kiện làm việc khắc nghiệt môi trường công nghiệp tác động độ ẩm nhiệt độ thời gian làm việc lớn ăn mịn hóa chất + Thang máy dùng nhà ăn, thư viện a Thang máy chở người: - Gia tốc cho phép quy định theo cảm giác hành khách: a  1,5 m/g2 - Dùng nhà cao tầng: loại có tốc độ trung bình lớn, địi hỏi vận hành êm, an tồn có tính mỹ thuật - Dùng bệnh viện : Phải đảm bảo an toàn, tối ưu độ êm dịch chuyển, thời gian dịch chuyển, tính ưu tiên theo yêu cầu bệnh viện - Trong hầm mỏ, xí nghiệp: đáp ứng điều kiện làm việc nặng nề công nghiệp tác động môi trường làm việc: độ ẩm, nhiệt độ; thời gian làm việc, ăn mòn b Thang máy chở hàng: Được sử dụng rộng rãi công nghiệp, kinh doanh Nó địi hỏi cao việc dừng xác buồng thang máy đảm bảo cho việc vận chuyển hàng hoá lên xuống thang máy dễ dàng thuận lợi 1.2.2 Phân loại theo tải trọng: + Thang máy loại nhỏ Q < 160 kG + Thang máy trung bình Q = 500  2000 kG + Thang máy loại lớn Q > 2000 kG 1.2.3 Phân loại theo tốc độ di chuyển: + Thang máy chạy chậm v = 0,5 m/s + Thang máy chạy tốc độ trung bình v = ( 0,75  1,5 ) m/ + Thang máy cao tốc v = ( 2,5  ) m/s + Thang máy siêu tốc v > m/s 1.3 Cấu tạo chung thang máy chở người: Thang máy có nhiều kiểu khác nhìn chung có phận sau: Cabin hệ thống treo cabin cấu đống mở cửa cabin- hãm bảo hiểm cáp nâng đối trọng hệ thống cân hệ thống ray dẫn hướng tủ điện điều khiển 10 11 Hình 1.1 Kết cấu bố trí thiết bị thang máy Đây sơ đồ cấu tạo thang máy chở người thông dụng nhất, dẫn động tời điện tới puli dẫn cáp ma sát Kết cấu thang máy gồm có phận sau: 1-Thanh dẫn hướng 2-Gọng kìm 3-Khung buồng thang 4-Puli quấn cáp 5-Hộp giảm tốc 6-Động 7-Giá treo 8-Buồng thang 9-Thanh dẫn hướng 10- Cáp treo 11- Hố giếng Tất thiết bị điện thang máy lắp buồng thang buồng máy Buồng máy thường bố trí tầng giếng thang máy Hố giếng thang máy 11 khoảng không gian từ mặt sàn tầng đáy giếng Nếu hố giếng có độ sâu 2m phải làm thêm cửa vào Để nâng - hạ buồng thang, người ta dùng động Động nối trực tiếp với cấu nâng qua hộp giảm tốc Nếu nối trực tiếp buồng thang treo lên puli quấn cáp Nếu nối gián tiếp puli quấn cáp động có lắp hộp giảm tốc với tỉ số truyền i = 18  120 Khung buồng thang treo lên puli quấn cáp kim loại (thường dùng đến bốn sợi cáp ) Buồng thang luôn giữ theo phương thẳng đứng nhờ có giá treo trượt dẫn hướng (con trượt loại puli trượt có bọc cao su bên ngoài) Buồng thang đối trọng di chuyển dọc theo chiều cao thành giếng theo dẫn hướng Buồng thang có trang bị phanh bảo hiểm ( phanh dù ) 1.3.1 Hệ thống điện thang máy: a Mạch động lực: Là hệ thống điều khiển cấu dẫn động thang máy Có nhiệm vụ đóng mở cửa đảo chiều động dẫn động phanh tời Hệ thống phải đảm bảo việc điều chỉnh tốc độ chuyển động cabin q trình mở máy hãm êm dừng xác b Mạch điều khiển Là hệ thống điều khiển có tác dụng thực chương trình điều khiển phức tạp phù hợp với chức yêu cầu thang máy Nó có nhiệm vụ lưu giữ lệnh di chuyển từ cabin, lệnh gọi tầng thực lệnh di chuyển theo thứ tự ưu tiên định Sau thực xong lệnh điều khiển xóa bỏ Xác định ghi nhớ thường xuyên vị trí hướng chuyển động cabin c Mạch tín hiệu: Là hệ thống đèn tín hiệu với ký hiệu thống để báo hiệu trạng thái hoạt động vị trí hướng chuyển động cabin d Mạch chiếu sáng: Là hệ thống chiếu sáng cho cabin buồng máy hố thang e Mạch an tồn: Là hệ thống cơng tác, rơle tiếp điểm nhằm đảm bảo an toàn cho người hàng hóa thang máy hoạt động 1.3.2 Thiết bị khí thang máy: a Ray dẫn hướng: Được lắp đặt dọc theo giếng thang để hướng dẫn cho cabin đối trọng chuyển động dọc theo giếng thang Đảm bảo cho cabin đối trọng nằm vị trí giếng thang, Ray hướng dẫn phải đủ vững để giữ trọng lượng cabin đối trọng Là phận quan trọng định việc chuyển động thang máy b Giảm chấn: Là thiết bị khí an toàn dùng để hạn chế chấn động Được lắp hố thang để dừng, đỡ cabin đối trọng trường hợp di chuyển vượt giá trị cho phép Giảm chấn có hai loại: - Giảm chấn lị xo: Được dùng thơng dụng cho loại thang máy có tốc độ chậm từ 0,5-1m/s Hình 1.2 Giảm chấn lò xo giảm chấn thủy lực - Giảm chấn thủy lực: loại tốt thường dùng cho loại thang máy có tốc độ lớn 1m/s2 Hình 1.3 Khung Cabin c Cabin: + Là phận mang tải thang máy + Kết cấu chịu lực khung cabin + Các vách che, sàn, trần tạo thành buồng cabin Khung cabin gồm khung đứng khung nằm liên kết với bulong Khung đứng gồm dầm dầm làm thép chữ U nối với thép góc bulong tạo thành khung kín Khung nằm tựa dầm khung đứng tạo thành sàn cabin Dầm khung đứng liên kết với hệ thống treo cabin đảm bảo cho cáp treo cabin có độ căng Nếu cabin có kích thước lớn khung đứng khung nằm cịn liên kết với giằng Trên khung cabin có lắp hệ thống tay đòn đầu dầm dầm khung đứng có lắp ngầm dẫn hướng d Ngàm dẫn hướng: Có tác dụng dẫn hướng cho cabin đối trọng chuyển động dọc theo ray dẫn hướng đối trọng giếng thang có hai loại ngám dẫn hướng; ngàm trượt ngàm lăn Các ngàm dẫn hướng trượt có kết cấu tối đa dạng tùy theo hãng thang máy Loại ngàm trượt có má trượt tự lựa bề mặt tiếp xúc với ray dẫn hướng Có ưu điểm khơng gây tiếng ồn chịu mài mịn tương đối tốt giảm nhẹ yêu cầu bôi trơn bề mặt ma sát e Hệ thống treo cabin: Hệ thống treo cabin lắp với dầm khung đứng hệ thống khung chịu lực cabin Có hai loại hệ thống treo: + Kiểu tay địn: Khi có cáp chùng tay đòn nghiêng để điểu chỉnh lực tăng cáp Nếu cáp chùng đầu tay đòn chạm vào tiếp điểm an tồn để ngắt mạch điện khơng cho thang hoạt động Hệ thống treo kiểu tay địn có khả điều chỉnh lực căng cáp cách tự động có độ tin cậy cao + Kiểu lị xo Bu Lơng Đai ốc Tay địn Cơng tắc hành trình Hệ thống treo cabin hệ thống treo kiểu lò xo với sợi cáp lò xo chịu nén giãn cáp chùng để đảm bảo độ căng cần thiết mặt khác chúng có khả giảm chấn Độ nén lò xo điều chỉnh cáp bị chùng giới hạn đầu bulong chạm vào tay đòn3 để ngắt tiếp điểm f Buồng cabin: Là kết cấu tháo rời gồm: trần, sàn vách Các phần liên kết với liên kết với khung chịu lực cabin Các yêu cầu chung với buồng cabin: - Trần, sàn vách cabin phải kín 10 ... CẦU VỀ THANG MÁY 1.1 Giới thiệu chung thang máy: 1.1.1 Khái niệm thang máy: Thang máy thiết bị chuyên dụng để vận chuyển người, hàng hóa theo phương thẳng đứng theo tuyến xác định Thang máy dùng... yêu cầu truyền động thang máy: 1.4.1 Đặc điểm phụ tải thang máy: Phụ tải thang máy phụ tải Hình 1.5 Biểu đồ phụ tải thang máy 13 1.4.2 Yêu cầu truyền động thang máy: Thang máy thiết bị vận chuyển... bình v = ( 0,75  1,5 ) m/ + Thang máy cao tốc v = ( 2,5  ) m/s + Thang máy siêu tốc v > m/s 1.3 Cấu tạo chung thang máy chở người: Thang máy có nhiều kiểu khác nhìn chung có phận sau: Cabin hệ