LUẬN VĂN ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY 4 TẦNG DÙNG PLC

ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 1.1 Khái niệm chung thang máy Thang máy thiết bị chuyên dùng để vận chuyển người, hàng hóa, vật liệu, v.v… theo phương thẳng đứng nghiêng góc nhỏ 150 so với phương thẳng đứng theo tuyến định sẵn Thang máy thường dùng khách sạn, công sở, chung cư, bệnh viện, đài quan sát, tháp truyền hình, nhà máy, cơng xưởng v.v… Đặc điểm vận chuyển thang máy so với phương tiện vận chuyển khác thời gian chu kỳ vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn, đóng mở máy liên tục Ngồi ý nghĩa vận chuyển, thang máy yếu tố làm tăng vẻ đẹp tiện nghi cơng trình Thang máy thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an tồn nghiêm ngặt, liên quan trực tiếp đến tài sản tính mạng người Vì vậy, yêu cầu chung thang máy thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng sửa chữa phải tuân thủ cách nghiêm ngặt yêu cầu kỹ thuật an toàn quy định tiêu chuẩn quy trình, quy phạm 1.2 Phân loại thang máy 1.2.1 Phân loại theo chức năng:  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  Thang máy chun chở hàng khơng có người kèm 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  Điều khiển PLC ĐỒ ÁN  ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG Điều khiển máy tính 1.2.4 Phân loại theo trọng tải:  Thang máy loại nhỏ Q < 160 kg  Thang máytrung bình Q = 500-2000 kg  Thang máy loại lớn Q > 2000 kg 1.2.5 Phân loại theo độ dịch chuyển:  Thang máy chạy chậm V = 0, m/s  Thang máy tốc độ trung bình V = 0,75 - 1,5 m/s  Thang máy cao tốc V = 2,5 - m/s 1.3 Cấu tạo chung  Cấu tạo: Thang máy có nhiều loại khác nhau, nhìn chung gồm có phận sau: ● Nguồn ● Motor kéo ● Dây cáp ● Thanh ray ● Cabin ● Đối trọng ● Bộ phận lò xo giảm xốc ● Nút nhấn gọi thang bên ● Nút nhấn gọi thang bên Hình 1.1 Cấu tạo chung thang máy ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG  Cabin có chứa người hàng hóa, chuyển động ray dẫn hướng thẳng đứng Cáp nâng có treo cabin đối trọng Trọng lượng thang máy trọng lượng vật nâng cân đối trọng treo dây cáp từ pulley dẫn cáp Buồng thang máy đối trọng di chuyển trượt ray dẫn hướng Hình 1.2 Một số dạng cabin thang máy Bộ điều khiển Bộ đo gia tốc Dòng điện điều khiển Guốc trượt kiểu lăn Bộ kích Hình 1.3 Biên dạng guốc trượt kiểu lăn hãng MITSUBISHI ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG Rãnh trượt ray Hình 1.4 Biên dạng guốc kiểu trượt hãng NINGBO XINGDA - Một số sơ đồ thang máy thường gặp: + Thang máy có puli dẫn hướng: Có lắp thêm puli phụ (2) để dẫn hướng cáp đối trọng Sơ đồ thường dùng kích thước cabin lớn, cáp đối trọng khơng thể dẫn hướng từ puli dẫn cáp (hoặc tang) cách trực tiếp xuống Hình 1.5a + Thang máy có bố trí tời bên có tời (1) bố trí phần bên hơng phần đáy giếng, nhờ làm giảm tiếng ồn thang máy làm việc Dùng sơ đồ làm tăng tải trọng tác dụng lên giếng thang, tăng chiều dài số điểm uốn cáp nâng, dẫn đến tăng độ mòn cáp nâng Kiểu bố trí tời sử dụng trường hợp Hình 1.5b đặc biệt mà buồng máy khơng thể bố trí phía giếng thang có u cầu cao giảm độ ồn thang máy làm việc ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG + Thang máy kiểu đẩy: cáp nâng (1) tên có tero cabin (2), uốn qua puli (6) lắp tên khung cabin, sau qua puli phía (3) đến puli dẫn cáp (5) dẫn cáp (5) tời nâng Trọng lượng cabin phần vật nâng cân đối trọng(4) Các dây cáp đối trọng uốn qua puli dẫn hướng phụ Hình 1.5c Hình1.5 a,b,c sơ đồ loại thang máy 1.4 Nguyên lý hoạt động sử dụng thang máy Thang máy hoạt động theo nguyên tắc sau: 1.4.1 Reset buồng thang đóng nguồn: Dù cho buồng thang vị trí trạng thái nào, đóng nguồn reset đưa tầng 1.4.2 Nguyên tắc di chuyển lên xuống, đóng mở cửa _ Buồng thang hoạt động cửa hồn tồn đóng _ Cửa mở buồng thang dừng tầng _ Cửa tự động mở đóng sau nhận yêu cầu _ Cửa buồng thang chế độ mở thường trực thang không hoạt động 1.4.3 Nguyên tắc đến tầng: Để xác định vị trí thang nhờ cảm biến cửa tầng Khi buồng thang tầng cảm biến nhận tín hiệu tầng đưa điều khiển 1.4.4 Sử dụng thang máy:  Gọi thang máy từ bên buồng thang (ở tầng) ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG Báo vị trí thang Báo chiều thang Bảng điều khiển Hình 1.6 Mơ hình điều khiển thang máy từ bên buồng thang _ Gọi thang: tầng mà thang phục vụ, gần cửa tầng có bảng điều khiển (Hall Call Panell), cịn gọi hộp Button tầng mục đích phục vụ cho việc gọi thang bao gồm: + Hai nút ấn: Một nút để gọi cho thang lên xuống , nút để gọi thang Riêng tầng có nút (là lên xuống) + Đèn báo tầng báo chiều cho biết vị trí chiều hoạt động cabin thang máy Khi muốn gọi thang, hành khách cần ấn vào nút gọi tầng theo chiều muốn đi, tín hiệu đèn sáng lên, đèn báo hiệu hệ thống ghi nhận lệnh gọi _ Đáp ứng thang sau lệnh gọi: Nếu buồng thang vị trí khác với tầng mà hành khách vừa gọi, thang di chuyển đến tầng theo thứ tự ưu tiên sau : + Nếu thang di chuyển chiều với lệnh gọi thang di chuyển ngang qua tầng mà hành khách khách đứng gọi, đến tầng dược gọi, thang dừng lại đón khách + Nếu thang di chuyển theo chiều ngược với chiều hành khách muốn đi, chiều khơng ngang qua, sau đáp ứng hết nhu cầu chiều đó, thang quay trở lại đón khách ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG + Nếu buồng thang tầng mà hành khách vừa gọi, buồng thang mở cửa đón khách  Gọi thang từ bên buồn thang: Trong buồng thang có bảng điều khiển phục vụ cho việc thang khách (Car Operating Panel) gọi hộp Button Car Bao gồm nút có chức sau: Hình 1.7 Bảng điều khiển bên thang máy + Các nút mang số : Đại diện cho tầng mà thang phục vụ + Nút (DO – Door Open): Dùng để mở cửa (chỉ có tác dụng thang dừng tầng) + Nút (DC – Door Close): Dùng để đóng cửa (chỉ có tác dụng thang dừng tầng) ĐỒ ÁN + Nút Interphone Alarm ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG : Dùng để liên lạc với bên thang gặp cố điện, đứt cáp treo + Cơng tắc E.Stop (Emergency Stop) có: Để dừng thang khẩn cấp có cố xảy _ Khi vào bên buồng thang, muốn đến tầng nào, khách ấn nút định tầng đó, thang máy di chuyển dừng tầng mà qua Cửa buồng thang cửa tầng thiết kế đóng mở tự động Khi buồng thang di chuyển đến tầng đó, sau ngừng hẳn, cửa buồng thang cửa tầng tự động mở để khách (vào) buồng thang, sau vài giây cửa tự động đóng lại _ Sau thang máy thực lệnh Nếu không muốn chờ hết khoảng thời gian cửa đóng lại, khách ấn nút DC để đóng cửa buồng thang Trong trường hợp khẩn cấp muốn dừng thang, khách ấn nút E.Stop (nếu có) bảng điều khiển buồng thang Khi có cố điện, khách ấn vào nút Interphone Alarm để yêu cầu giúp đỡ từ bên 1.5 Các thông số thang máy Các thông số bao gồm: + Tải trọng định mức: Được xác định theo khối lượng tính tốn lớn mà thang máy vận chuyển khơng kể đến khhối lượng buồng thang thiết bị bố trí + Tốc độ định mức: Là tốc độ chuyển động buồng thang theo tính tốn thiết kế Trong thực tế vận hành tốc độ sai lệch khoảng 10% + Chiều cao nâng, hạ + Năng suất thang máy: Là lượng người hay số lượng hàng hóa mà thang máy vận chuyển theo hướng Công suất thang máy tính theo cơng thức: N= 3600.E.γ H + ∑ ti V ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG Trong đó: • N: cơng suất thang máy • γ : hệ số mang tải buồng thang • E: sức chứa tính tốn định mức buồng thang • H: chiều cao nâng – hạ • V: tốc độ buồng thang (m/s) • ∑ti: thời gian tổn cộng để đóng – mở cửa buồng thang, thời gian vào hành khách, thời gian mở máy hãm máy Việc sử dụng đối trọng cáp cân để giảm phụ tải cấu, tức độ cân nâng hạ buồng thang đến vị trí biên, giảm cầu truyền động 1) Puli chủ động 2) Cáp chịu tải 3) Buồng thang 4) Puli cân 5) Cáp cân 6) Đối trọng Hình 1.8 Sơ đồ thang máy có cáp cân _ Nếu khơng có cáp cân bằng, lực tác động lên puli chủ động theo hai nhánh dây cáp là: F1 = G0 + G - gc.x (N) F2 = Gdt - gc.(H - x) (N) Trong đó:  G0: trọng lượng buồng thang (N)  G: trọng lượng tải trọng (N)  Gdt: trọng lượng đối trọng (N)  g0:trọng lượng đơn vị dài dây cáp (N)  H: chiều cao nâng hạ (m) ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG  x: khoảng cách từ buồng thang đến puli chủ động (m) _ Khi lực tác động lên puli chủ động nâng hạ tải là: Fn = F1 - F2 = G0 + G - gc.x - [Gdt - gc.(H - x)] = G0 + G - gc.(2.x - H - x) - Gdt Fh = F2 - F1 = Gdt + gc.(H - x) - (G0 + G - gc.x) = Gdt + gc.(H - 2.x) - G _ Từ hai biểu thức tên ta thấy lực tác dụng lên puli phụ thuộc vào khoảng cách x, khoảng cách cực đại gây phụ tải cực đại cho động cơ, khoảng cách cực tiểu gây non tải cho động Điều khơng có lợi cho động cho tồn cấu Do việc sử dụng cáp cân để khắc phục nhược điểm này, cáp cân chọn loại với cáp nâng hạ Khi sử dụng cáp cân bằng, thành phần liên quan đến x biểu thức bị triệt tiêu: Fn = F1 - F2 = G0 + G - Gdt Fh = F2 - F1 = Gdt - (G0 + G) _ Việc chọn khối lượng cho đối trọng nhằm mục đích cân để đảm bảo chọn động có cơng suất nhỏ nhất: Gdt = G0 + a.Gdm Trong đó:  A: hệ số cân (a=0, 34 ÷ 0, 6)  Gdm: trọng lượng định mức _ Từ khối lượng đối trọng, tính lực tác động lên puli chủ động nâng hạ sau: Fn = G + a.Gdm Fh = - G + a.Gdm 1.6 Các yêu cầu thang máy 10 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG 99 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG 100 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG 101 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG 102 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG 103 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG 104 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG 105 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG 106 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG 107 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG 108 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG 109 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG 110 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG 111 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG Danh mục tài liệu tham khảo: 112 ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY TẦNG Tự động hóa cơng nghiệp với S7 & Protool, Phạm Quang Huy-Trần Thu Hà, NXB Hồng Đức, 2008 Lập trình với S7 & WINCC, Trần Thu Hà- Trần Thị Hoàng Oanh- Phạm Quang Huy, NXB Hồng Đức.S7-200 USER’S GUIDE Tự động hóa với SIMATIC S7-200, Phan Xuân Minh-Nguyễn Duy Phước OPC Data Access Standard Version 1.0A OPC Foundation Austin, Texas, September 11,1997 OPC Data Access Automation Interface Standard Version 2.02 OPC Foundation Austin, Texas, February 4, 1999 S7-200 Catalogue S7-200 Programmable Controller, SystemManual, SIMATIC OMRON- Programming www.google.com 10 http://www.Mitsubishi-elevator.com 11 http://www.plc-siemens.com 12 http://www.support.automation.siemens.com 13 http://www.hiendaihoa.com 14 http://www.vn.wikipedia.net 15 Đồ án tham khảo khóa trước 113