Đồ án môn tự động hóa nga

Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông LỜI MỞ ĐẦU Trong công đổi đất nước, với mục tiêu chiến lược Cơng nghiệp hóa – Hiện đại hố đất nước, đưa kinh tế phát triển với tốc độ cao nhằm nhanh chóng sánh vai quốc gia tiên tiến giới, lĩnh vực tự động hố cơng nghiệp ngày chứng tỏ vai trị khơng thể thiếu Khơng phục vụ cơng nghiệp hóa, lĩnh vực tự động hóa cịn thể chất nước đại Cùng với phát triển đất nước, ngày xuất nhiều cơng trình xây dựng cao tầng đồ sộ: cao ốc thương mại, nhà hàng, khách sạn đại theo tiêu chuẩn quốc tế, siêu thị, bệnh viện có xu hướng “phát triển theo chiều cao” Đó qui luật phát triển hiển nhiên Đi đôi với phát triển nhu cầu thiết bị chuyển tải hàng hoá người theo “độ cao” Thiết bị đại thang máy Thang máy phục vụ người, tải hàng hoá, phần thể mặt đại đất nước Chính vậy, có vai trị khơng phần quan trọng Nó định giấc làm việc, suất lao động, tiện lợi cho việc di chuyển lên xuống nhà cao tầng… Hiện ngành thang máy với trang thiết bị ngoại nhập mức hợp tác với nước lắp đặt thang máy với trang thiết bị ngoại nhập Trong tương lai, em tin tưởng phát triển Em xin cảm ơn hướng dẫn thầy Đàm Xuân Đông thầy cô khoa Điều Khiển Tự Động Hóa giúp em hồn thành đồ án Do nguồn kiến thức có hạn nên đồ án cịn nhiều thiếu sót mong nhận góp ý nhận xét thầy cô Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Sinh viên thực SVTH: Đoàn Thị Nga MSV: 1681410347 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 1 Giới thiệu chung 1.1.Khái niệm yêu cầu an toàn thang máy .1 1.1.1.Khái niệm .1 1.1.2 Yêu cầu an toàn 1.2 Cấu tạo 1.3 Nguyên lý hoạt động chung thang máy .3 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC .4 2.1 Động không đồng pha cho thang máy 2.1.1 Cấu tạo 2.1.1.1 Stator 2.1.1.2 Rotor 2.1.2 Nguyên lý hoạt động động không đồng pha 2.2 Sơ đồ mạch động lực cho thang máy .5 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 3.1 Giới thiệu chung S7-1200 3.2 Sơ lược CPU 1214C DC/DC/DC 3.3 Cảm biến dừng tầng SN-GDC-3N-S cho buồng thang 3.4 Rơ le điện từ .8 3.4.1 Cấu tạo chung loại rơ le 3.4.2 Nguyên lý làm việc chung rơ le 3.4.3 Các loại rơ le dùng thang máy .9 3.5 Một số thiết bị khác 3.6 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển kết nối với PLC 10 3.6.1 Sơ đồ mạch điều khiển 10 3.6.2 Nguyên lý hoạt động 11 3.6.2.1 Xét trường hợp thang máy tầng CB1 báo 12 3.6.2.2 Xét trường hợp thang máy tầng CB2 báo 12 3.6.2.3 Xét trường hợp thang máy tầng CB3 báo 12 3.6.2.4 Xét trường hợp tầng CB4 báo 13 3.7 Chương trình PLC S7-1200 14 3.7.1 Chương trình main OB1 14 3.7.2 Vị trí buồng thang 22 3.7.3 Người buồng thang .23 SVTH: Đoàn Thị Nga MSV: 1681410347 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông 3.7.4 Người khác buồng thang .24 3.7.5 Chọn kích hoạt 26 3.7.6 Chọn kích hoạt 28 3.7.7 Hiển thị đèn báo tầng chọn 29 3.7.8 Khi buồng thang tầng 30 3.7.9 Khi buồng thang tầng 32 3.7.10 Khi buồng thang tầng 33 3.7.11 buồng thang tầng 35 3.8.Giải thích Network .37 3.8.1 Main OB1 .37 3.8.2 Vị trí buồng thang 38 3.8.3 Người buồng thang .38 3.8.4.Người khác buồng thang 38 3.8.5 Khi buồng thang tầng 39 3.8.6 Khi buồng thang tầng 39 3.8.7 Khi buồng thang tầng 40 3.8.8 Khi buồng thang tầng 40 3.8.9 Chọn kích hoạt 40 3.8.10 Chọn kích hoạt 41 3.8.11 chọn số .41 3.9 Mô qua WinCC 42 3.10 Chương trình Cscrip .43 3.10.1 Chương trình đóng mở cửa tầng 43 3.10.2 Chương trình chuyển động buồng thang 44 3.11 Tag biến 45 3.11.1 Tag biến cho PLC 45 CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ 48 4.1 Kiểm tra lựa chọn công suất động .48 4.1.1 Tính lực kéo đặt lên puly .48 4.1.2 Tính mômen động tưng ứng với lực kéo 49 4.1.3 Chọn động đóng mở cửa thang máy .50 4.2 Chọn thiết bị bảo vệ cho động thang máy .51 4.3 Chọn thiết bị bảo vệ cho động đóng mở cửa cho thang máy 51 4.4 Chọn thiết bị bảo vệ cho mạch điều khiển 51 4.5 Tính tốn chọn dây điện 52 4.5.1 Chọn dây dẫn cho mạch lực 52 SVTH: Đoàn Thị Nga MSV: 1681410347 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông 4.5.2 Chọn dây dẫn cho mạch điều khiển .52 KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO .54 SVTH: Đoàn Thị Nga MSV: 1681410347 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xn Đơng DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Cấu tạo chi tiết thang máy Hình 2.1: Cấu tạo chung động điện chiều Hình 2.2: Sơ đồ mạch động lực cho hệ thống thang máy Hình 3.1: CPU 1214C DC/DC/DC Hình 3.2: Modun SM 1222 DC Hình 3.3: Cảm biến dừng tầng SN-GDC-3N-S .7 Hình 3.4: Rơ le trung gian 24V Hình 3.5: Rơ le nhiệt .8 Hình 3.6: Cơng tắc tơ 220V .9 Hình 3.7: Nút bấm 10 Hình 3.8: Đèn báo 220V 10 Hình 3.9a: Sơ đồ đấu nối với PLC 11 Hình 3.9b: Sơ đồ đấu nối với công tắc tơ 11 Hình 3.10: Mơ hệ thống thang máy qua WinCC runtime professional 42 Hình 4.1: Mơ hình động học hệ thống thang máy 48 Hình 4.2: Bảng số đông thang máy 50 Hình 4.3: Bảng số động đóng mở cửa cho thang máy 50 SVTH: Đoàn Thị Nga MSV: 1681410347 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY Giới thiệu chung 1.1.Khái niệm yêu cầu an toàn thang máy 1.1.1.Khái niệm Thang máy thiết bị chuyên dùng để dùng vận chuyển người, hàng hoá, vật liệu v.v… theo phương thẳng đứng nghiêng góc nhỏ 150 so với phương thẳng đứng 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 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 liên tục Nhiều quốc gia giới quy định, nhà cao tầng trở lên phải trang bị thang máy để đảm bảo cho người lại thuận tiện, tiết kiệm thời gian tăng suất lao động Đối với công trình bệnh viện, nhà máy, khách sạn v.v số tầng nhỏ yêu cầu phục vụ phải trang bị thang máy Thang máy thiết bị vận chuyển địi hỏi tính an tồn nghiêm ngặt, liên quan trực tiếp đến tài sản tính mạng người nên phải thỏa mãn yêu cầu an toàn quy định tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm 1.1.2 Yêu cầu an toàn Thang máy thiết bị chuyên dùng để chở người, chở hàng từ độ cao đến độ cao khác thang máy, vấn đề an toàn đặt lên hàng đầu Để đảm cho hoạt động an toàn thang máy, người ta bố trí loạt thiết bị giám sát hoạt động thang nhằm phát xử lý cố Trong thực tế, thiết kế truyền động cho thang máy phải phối hợp bảo vệ phần phần điện, kết hợp nhiều loại bảo vệ Chẳng hạn, cấp điện cho động kéo buồng thang cấp điện ln cho phanh hãm, làm nhả má phanh kẹp vào ray dẫn hướng Khi buồng thang chuyển động Khi điện, má phanh kẹp tác động vào đường ray giữ cho buồng thang không rơi Đối với hệ thống thang máy có số yêu cầu sau: Dừng xác buồng thang Việc đóng mở cửa thang hay cửa tầng thực tầng nơi buồng thang dừng buồng thang dừng xác Buồng thang thang máy cần phải dừng xác so với mặt tầng cần dừng sau ấn nút dừng Nếu buồng thang dừng khơng xác gây tượng sau : -Đối với thang máy chở khách: Làm cho hành khách ra, vào khó khăn, tăng thời gian ra, vào hành khách, dẫn đến giảm suất - Đối với thang máy chở hàng: Gây khó khăn cho việc bốc xếp bốc dỡ hàng Trong số trường hợp khơng thực việc xếp bốc dỡ hàng Để khắc phục hậu đó, ấn nhắp nút bấm để đạt độ xác dừng, dẫn đến vấn đề không mong muốn sau: + Hỏng thiết bị điều khiển SVTH: Đoàn Thị Nga MSV: 1681410347 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông + Gây tổn thất lượng + Gây hỏng hóc thiết bị khí + Tăng thời gian từ lúc hãm đến dừng Để dừng xác buồng thang, cần tính đến nửa hiệu số hai quãng đường trượt phanh buồng thang đầy tải phanh buồng thang không tải theo hướng di chuyển Các yếu tố ảnh hưởng đến dừng xác buồng thang bao gồm: mơmen cấu phanh, mơmen qn tính buồng thang, tốc độ bắt đầu hãm Các yêu cầu hệ truyền động động Khi thiết kế trang bị điện - điện tử cho thang máy, việc lựa chọn hệ truyền động, loại động phải dựa yêu cầu sau: -Độ xác dừng -Tốc độ di chuyển buồng thang -Gia tốc lớn cho phép -Phạm vi điều chỉnh tốc độ Thang máy thường lắp đặt mơi trường khắc nghiệt Phịng máy thường đặt thường đặt đỉnh tồ nhà máy nhiệt độ phịng máy thường cao Chế độ làm việc động ngắn hạn lặp lại với tần số đóng cắt điện lớn, mở máy, hãm dừng liên tục Các hệ truyền động cho thang máy: -Hệ thống máy phát động -Hệ thống biến đổi tĩnh - động chiều -Hệ thống biến tần- động không đồng -Hệ thống dùng động không đồng nhiều cấp tốc độ 1.2 Cấu tạo Nhìn chung hệ thống thang máy cấu tạo từ vộ phận nhỏ với tổng hợp lại sau: Động (Máy kéo) Tủ điều khiển Bộ chống vượt tốc Cáp tải Ray dẫn hướng Đối trọng Bảng điều khiển cửa tầng Hệ thống cửa tầng Lị xo giảm chấn SVTH: Đồn Thị Nga MSV: 1681410347 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xn Đơng Hình 1.1: Cấu tạo chi tiết thang máy Chức phận: - Hệ thống điều khiển thang máy gồm: Hệ thống linh kiện, thiết bị điện – điện tử có chức nhận điều khiển hoạt động thang máy theo chức lập trình sẵn - Ray dẫn hướng: Định hướng chuyển động cho cabin đối trọng dọc theo giếng thang - Cabin đối trọng: + Cabin đối trọng hoạt động dọc theo hố thang Là phần tử chấp hành quan trọng thang máy, nơi chứa hàng, chở người đến tầng, phải đảm bảo u cầu đề kích thước,hình dáng, thẩm mỹ tiện nghi + Hoạt động cabin chuyển động tịnh tiến lên xuống dựa đường trượt, hệ thống hai dây dẫn hướng nằm mặt phẳng để đảm bảo chuyển động êm nhẹ, xác khơng rung giật cabin trình làm việc + Để đảm bảo cho cabin hoạt động trình lên xuống, có tải hay khơng có tải người ta sử dụng đối trọng có chuyển động tịnh tiến hai khác đồng phẳng giống cabin chuyển động ngược chiều với cabin cáp vắt qua puli kéo - Động (Máy kéo): Biến điện thành kéo cabin chuyển động giếng thang - Bộ hạn chế tốc độ: Là phận an toàn vận tốc thay đổi nguyên nhân vượt vận tốc cho phép, hạn chế tốc độ bật cấu khống chế cắt điều khiển motor Hãm bảo hiểm làm việc - Phanh hãm điện từ: khâu an tồn, thực nhiệm vụ giữ cho cabin đứng im vị trí dừng tầng có cố xảy khối tác động hai má phanh kẹp lấy tang phanh, tang phanh gắn đồng trục với trục động cơ, chúng bố trí ca bin má phanh ép vào dẫn hướng Hoạt động đóng mở phanh phối hợp nhịp nhàng với trình làm việc động - Phanh bảo hiểm: Chức phanh bảo hiểm hạn chế tốc độ di chuyển buồng thang vượt giới hạn cho phép giữ chặt buồng thang chỗ bằngcách ép vào hai dẫn hướng trường hợp bị đứt cáp treo - Lò xo giảm chấn: lắp đặt đáy hố thang để dừng đỡ cabin đối trọng trường hợp cabin đối trọng chuyển động xuống dưới, vượt q vị trí đặt cơng tắc hạn chế hành trình cuối 1.3 Nguyên lý hoạt động chung thang máy Khi bạn nhấn nút gọi tầng ( gửi tín hiệu điều khiển gọi tầng), tín hiệu điều khiển đưa hệ thống điều khiển, hệ thống điều khiển tiếp nhận tín hiệu điều khiển, xử lý điều khiển động quay, động truyền lực kéo cabin thang máy đến vị trí nhận tín hiệu điều khiển, thang máy dừng mở cửa Khi cửa thang máy điều khiển đóng lại, khách hàng ấn nút gọi tầng, tín hiệu điều khiển gửi đến vi xử lý – điều khiển trung tâm, phân tích xem tầng gần nhất, tầng xa nhất, điều khiển động kéo cabin, dừng tầng xác Q trình lặp lặp lại SVTH: Đồn Thị Nga MSV: 1681410347 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC 2.1 Động không đồng pha cho thang máy 2.1.1 Cấu tạo Máy điện không đồng loại máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm biến điện từ có tốc độ quay roto n khác với tốc độ quay từ trường Máy điện không đồng có hai dây quấn: dây quấn stato (sơ cấp) với lưới điện tần số không đổi, dây quấn roto (thứ cấp) Dòng điện dây quấn roto sinh nhờ sức điện động cảm ứng có tần số phụ phụ thuộc vào roto, nghĩa phụ thuộc vào tải trục máy Mơ tả: Hình 2.1: Cấu tạo chung động điện chiều 2.1.1.1 Stator - Lõi thép: ép vỏ máy làm nhiệm vụ dẫn từ Lõi thép stato hình trụ thép kỹ thuật điện dập rãnh bên ghép lại với tạo thành rãnh Mỗi thép kỹ thuật phủ sơn cách điện để giảm hao tổn dịng xốy gây nên - Dây quấn: làm dây đồng bọc cách điện, đặt rãnh lõi thép - Vỏ máy: làm gang nhôm để cố định máy bệ lõi thép Cịn có nắp máy bạc đạn… 2.1.1.2 Rotor - Lõi thép: thép dùng stato Lõi thép ép trực tiếp lên lõi máy lên giá roto máy - Roto: roto lồng sóc roto dây quấn 2.1.2 Nguyên lý hoạt động động không đồng pha Động không đồng động điện hoạt động với tốc độ quay rotor chậm so với tốc độ quay từ trường stator Ta thường gặp động khơng đồng rotor lồng sóc đặc tính hoạt động tốt dạng dây quấn Stator quấn cuộn dây lệch không gian (thường cuộn dây lệch góc 120°) Khi SVTH: Đoàn Thị Nga MSV: 1681410347 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông cấp điện áp pha vào dây quấn, lòng stator xuất từ trường Fs quay tròn với tốc độ n=60*f/p, với p số cặp cực dây quấn Stator, f tần số Từ trường móc vịng qua Rotor gây điện áp cảm ứng dẫn lồng sóc rotor Điện áp gây dòng điện ngắn mạch chạy dẫn Trong miền từ trường Stator tạo ra, dẫn mang dòng I chịu tác động lực Bio-Savart-Laplace lơi Có thể nói cách khác: dịng điện I gây từ trường Fr (từ trường cảm ứng Rotor), tương tác Fr Fs gây momen kéo Rotor chuyển động theo từ trường quay Fs Stator 2.2 Sơ đồ mạch động lực cho thang máy Hình 2.2: Sơ đồ mạch động lực cho hệ thống thang máy Chú thích: - L1, L2, L3 : lưới điện pha 380V tương ứng với pha A,B,C - AT: Atomat 380 V - Đ1 : động kéo buồng thang - Đ2, Đ3, Đ4, Đ5: động đóng mở cửa tầng 1, tầng 2, tầng 3, tầng - RN : role nhiệt - K : tiếp điểm contactor SVTH: Đồn Thị Nga MSV: 1681410347 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông 3.8.7 Khi buồng thang tầng Khi buồng thang tầng CB3 SMO_T3 sét lên - Network Khi buồng thang tầng nhấn số 2: Khi buồng thang tầng chọn số SCHON_SO2T3(Q2.1) sét lên tiếp điểm thường mở SCHON_SO2T3 đóng lại trì SCHON_SO2(MW12) = Khi t22 chạy xong 8s SCHON_SO2T3 reset trì - Network Khi buồng thang tầng nhấn số 1: Khi buồng thang tầng chọn số SCHON_SO1T3(Q2.4) sét lên tiếp điểm thường mở SCHON_SO1T3 đóng lại trì SCHON_SO1(MW10) = Khi t12 chạy xong 8s SCHON_SO1T3 reset trì - Network Khi buồng thang tầng nhấn số 4: Khi buồng thang tầng chọn số SCHON_SO4T3(Q3.3) sét lên tiếp điểm thường mở SCHON_SO4T3 đóng lại trì SCHON_SO3(MW16) = Khi t42 chạy xong 8s SCHON_SO4T3 reset trì 3.8.8 Khi buồng thang tầng Khi buồng thang tầng CB4 SMO_T4 sét lên - Network Khi buồng thang tầng nhấn số 1: Khi buồng thang tầng chọn số SCHON_SO1T4(Q2.5) sét lên tiếp điểm thường mở SCHON_SO1T4 đóng lại trì SCHON_SO1(MW10) = Khi t12 chạy xong 8s SCHON_SO4T1 reset trì - Network Khi buồng thang tầng nhấn số 2: Khi buồng thang tầng chọn số SCHON_SO2T4(Q2.2) sét lên tiếp điểm thường mở SCHON_SO2T4 đóng lại trì SCHON_SO2(MW12) = Khi t22 chạy xong 8s SCHON_SO2T4 reset trì - Network Khi buồng thang tầng nhấn số 3: Khi buồng thang tầng chọn số SCHON_SO3T4(Q3.0) sét lên tiếp điểm thường mở SCHON_SO3T4 đóng lại trì SCHON_SO3(MW14) = Khi t32 chạy xong 8s SCHON_SO3T4 reset trì 3.8.9 Chọn kích hoạt - Network buồng thang lên tầng 1: SCHON_SO1 ( MW10) = dangotang (MW2) = dong_mo1 sét lên CB1 báo lên Khi t12 đếm xong 8s ngắt dong_mo1 - Network buồng thang lên tầng 1: SCHON_SO2 ( MW12) = dangotang (MW2) = dong_mo2 sét lên CB2 báo lên Khi t22 đếm xong 8s ngắt dong_mo2 - Network buồng thang lên tầng 3: SCHON_SO3 ( MW14) = dangotang (MW2) = dong_mo3 sét lên CB3 báo lên Khi t32 đếm xong 8s ngắt dong_mo3 SVTH: Đồn Thị Nga MSV: 1681410347 40 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông - Network buồng thang lên tầng 1: SCHON_SO4 ( MW16) = dangotang (MW2) = dong_mo1 sét lên CB4 báo lên Khi t42 đếm xong 8s ngắt dong_mo4 3.8.10 Chọn kích hoạt - Network buồng thang lên tầng 1: khac_tang1 ( MW18) = dangotang (MW2) = dong_mo12 sét lên CB1 báo lên Khi t12 đếm xong 8s ngắt dong_mo12 - Network buồng thang lên tầng 2: khac_tang2 ( MW20) = dangotang (MW2) = dong_mo22 sét lên CB2 báo lên Khi t22 đếm xong 8s ngắt dong_mo22 - Network buồng thang lên tầng 3: khac_tang3 ( MW22) = dangotang (MW2) = dong_mo32 sét lên CB3 báo lên Khi t32 đếm xong 8s ngắt dong_mo32 - Network buồng thang lên tầng 4: khac_tang4 ( MW24) = dangotang (MW2) = dong_mo42 sét lên CB4 báo lên Khi t42 đếm xong 8s ngắt dong_mo42 3.8.11 chọn số - Network đèn báo chọn số 1: Khi số chọn S_so1 (Q4.0) lên - Network đèn báo chọn số 2: Khi số chọn S_so2 (Q4.5) lên - Network đèn báo chọn số 3: Khi số chọn S_so3 (Q4.6) lên - Network đèn báo chọn số 4: Khi số chọn S_so4 (Q4.7) lên SVTH: Đoàn Thị Nga MSV: 1681410347 41 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông 3.9 Mô qua WinCC Hình 3.10: Mơ hệ thống thang máy qua WinCC runtime professional SVTH: Đoàn Thị Nga MSV: 1681410347 42 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xn Đơng 3.10 Chương trình Cscrip 3.10.1 Chương trình đóng mở cửa tầng SVTH: Đồn Thị Nga MSV: 1681410347 43 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông 3.10.2 Chương trình chuyển động buồng thang SVTH: Đồn Thị Nga MSV: 1681410347 44 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông 3.11 Tag biến 3.11.1 Tag biến cho PLC SVTH: Đoàn Thị Nga MSV: 1681410347 45 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện SVTH: Đoàn Thị Nga GVHD: ThS Đàm Xn Đơng MSV: 1681410347 46 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện SVTH: Đoàn Thị Nga GVHD: ThS Đàm Xuân Đông MSV: 1681410347 47 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xn Đơng CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN LỰA CHỌN THIẾT BỊ 4.1 Kiểm tra lựa chọn công suất động Các thông số thang máy: - Số tần tòa nhà: n = - Chiều cao tầng: h = 3.8m - Tải trọng tối đa thang máy: G = 650kg - Khối lượng buồng thang không tải: GBTKT = 900kg - Khối lượng đối trọng: mĐT = 1200kg - Tốc độ tối đa: v = 0.75m/s - Gia tốc: a = 1m/s2 - Đường kính puly quấn cáp: D = 0.52m 4.1.1 Tính lực kéo đặt lên puly Mơ hình động học hệ thống thang máy: Hình 4.1: Mơ hình động học hệ thống thang máy Các lực tác động lên puly gồm có: F1 F2 F1 = GBT + G F2 = GĐT Trong đó: GBT: Trọng lượng buồng thang SVTH: Đoàn Thị Nga MSV: 1681410347 48 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông GĐT: trọng lượng đối trọng G: tải trọng thang máy mang theo ( tính công suất động ta lấy G = Gmax) Tổng lực tác dụng lên puly cáp kéo F: 𝐹⃗ = ⃗⃗⃗⃗ 𝐹1 + ⃗⃗⃗⃗ 𝐹2 F = F1 – F2 = GBT + G – GĐT = GBT + G – GĐT F = (mBT + mmax - mĐT).9,8 F = (900 + 650 - 1200).9,8 = 3430 N Ngồi động cịn 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 lịch 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 3430 = 4116 N Đây lực kéo tĩnh tác dụng lên puly ( P = 4116 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 = ( mBT + mmax - mĐT).a F’ = (900 + 650 - 1200).1 = 350 N Vậy lực kéo lớn mà động phải sinh là: FK = P + F’ = 4116 + 350 = 4466 N 4.1.2 Tính mơmen động tưng ứng với lực kéo Mômen đầu trục động phải sinh là: Trong đó: i: tỷ số truyền hộp số 𝜇: hiệu suất cấu truyền Để thang chạy với tốc độ v = 0,75m/s tốc độ đầu trục động n = 1138 vịng/phút, ta có cơng suất tính tốn động là: SVTH: Đồn Thị Nga MSV: 1681410347 49 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông Vậy công suất thực tế động là: P = 1,2 4020 = 4824W = 4,824 kW Chuẩn hóa chọn động có cơng suất 5,5kW Hình 4.2: Bảng số đông thang máy Với công suất 5,5kW chọn động có mã hiệu 3K132S2 với thông số bảng 4.1.3 Chọn động đóng mở cửa thang máy Hình 4.3: Bảng số động đóng mở cửa cho thang máy Với động đóng mở cửa thang máy t chọn động có mã hiệu 4K71A4 với thơng số: - Cơng suất định mức P = 0.37 (KW) - Dòng điện định mức 𝐼𝑑𝑚 = 1,9/1,1 (A) SVTH: Đoàn Thị Nga MSV: 1681410347 50 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông - Điện áp định mức 𝑈𝑑𝑚 = 220/380 (V) - Tần số f = 50 (Hz) 4.2 Chọn thiết bị bảo vệ cho động thang máy Động thang máy: Có cơng suất định mức 5,5kW Điện áp định mức 380V/50 Hz Hệ số công suất 0,91 Tốc độ định mức 2890r/min Dòng điện định mức 18,2 A => chọn Atomat ABN63c có dịng cắt 60A để bảo vệ cho động ký hiệu AT1 mạch động lực => Chọn rơ le nhiệt loại LS MT-63 với dòng cắt 34-50A pha 45-65A pha Để bảo vệ cho động 4.3 Chọn thiết bị bảo vệ cho động đóng mở cửa cho thang máy Động đóng mở cửa thang máy: Có cơng suất định mức 0,37 KW Điện áp định mức 380 V/ 50 Hz Hệ số công suất 0,72 Tốc độ định mức 1390 r/min Dòng điện định mức 1,9 A => Chọn Atomat (MCCB) ABS33c có dịng cắt định mức 5A để bảo vệ cho động mở cửa ký hiệu AT2, AT3, AT4, AT5 mạch lực => Chọn rơ le nhiệt loại MC-6a với dịng đóng cắt 6A bảo vệ cho động đóng mở cửa => chọn Atomat tổng có dịng đóng cắt ≥ 60 + 5.4 = 80 A chọn atomat có mã hiệu ABS 103G bảo vệ cho mạch lực 4.4 Chọn thiết bị bảo vệ cho mạch điều khiển Sử dụng atomat có mã hiệu BKN -1P 5A bảo vệ cho mạch điều khiển với cấp điện áp 220V mạch điều khiển Sử dụng cầu trì tự phục hồi 2A 24V SMD1812 bảo vệ cho PLC với ký hiệu CT1, CT2 mạch điều khiển SVTH: Đoàn Thị Nga MSV: 1681410347 51 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xn Đơng 4.5 Tính toán chọn dây điện 4.5.1 Chọn dây dẫn cho mạch lực - với cấp điện áp 380 V - Dòng điện 80A - Với dây đồng ta có Jd = 6A/𝑚𝑚2 => Diện tích dây dẫn: S = I/Jd = 80 / 6A = 1,33 𝑐𝑚2 => Chọn dây dẫn phải có điện tích lớn 1,33 𝑐𝑚2 Chọn dây dẫn VCSF 1× 1,5 cm 4.5.2 Chọn dây dẫn cho mạch điều khiển - Với cấp điện áp 220 V - Dịng điện 5A => Diện tích dây dẫn: S = I/Jd = 5/6 = 0,83 𝑚𝑚2 => Chọn dây dẫn có diện tích lớn 0,83 𝑚𝑚2 Chọn dây dẫn LIOA × 0,75 mm SVTH: Đoàn Thị Nga MSV: 1681410347 52 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đơng KẾT LUẬN Đồ án “tính tốn thiết kế hệ thống thang máy tốc độ trung bình sử dụng rơ le điện từ” thực dựa sở tìm hiểu số thang máy thực tế Đề tài giúp chúng em hiểu rõ học suốt trình học tập trường, qua chúng em hiểu biết phần kiến thức bên giảng đường đại học Do trình độ khả nhận thức có hạn , cộng với việc thiếu thốn tài liệu tham khảo thời gian nghiên cứu, tìm hiểu đề tài dù cố gắng đồ án khơng tránh khỏi thiết sót Cho nên chúng em mong thầy cô bảo thêm để em hiểu rõ sớm tiếp cận cơng nghệ SVTH: Đồn Thị Nga MSV: 1681410347 53 Đồ án tự động hóa điều khiển thiết bị điện GVHD: ThS Đàm Xuân Đông TÀI LIỆU THAM KHẢO https://mtee.vn/gioi-thieu-bo-lap-trinh-plc-s7-1200-siemens-mtee-vn/ https://cauthangmay.com/tu-van-thang-may/394-tim-hieu-ve-cau-tao-cua-thangmay.html Sách scan - truyền động điện (bùi quốc khánh - nguyễn văn liễn - nguyễn thị hiền) Link nguồn : https://www.ebookbkmt.com/2016/03/sach-scan-truyen-dong-dien-buiquoc-khanh.html https://dien-tudonghoa.com/bo-lap-trinh-s7-1200-cpu-1214c-dcdc-6es7214-1ag400xb0/ SVTH: Đoàn Thị Nga MSV: 1681410347 54