Lập trình plc của siemens cho điều khiển thang máy

Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC siemens cho điều khiển thang máy Lời mở đầu Khoa học ngày phát triển đà đem lại cho ngời phơng tiện sản xuất,phơng tiện giao thông đại,tạo nhiều sản phẩm cao,hàng hoá đa dạng,chất lợng độ xác cao.Con ngời nhiều công sức thời gian để trực tiếp tham gia sản xuất mà máy móc hoàn toàn làm thay,dới điều hành,điều khiển ngời Khoa học kỹ thuật phát triển tạo nhiều sản phẩm ,nhiều hàng hoá mà tạo nhiều phơng tiện :giao thông ,liên lạcrất hiệurất hiệu nhanh chóng an toàn Nhờ có khoa học kỹ thuật kỹ thuật điện nghành trớc bớc.Từ tợng cảm ứng điện từ Macxell Paraday đà nghiên cứu ngời ta đà chế tạo động điện có đủ dÃy công xuất ,đủ chủng loại hình dáng đa dạng phù hợp với lĩnh vực tạo loại động đặc biệt cho hệ thống điều khiển tự động ngày nay.Không ngành công nghệ bán dẫn đà phát triển vợt bậc tạo thiết bị điện điện tử điều khiển thông qua chơng trình đợc lập trình máy tính ,các điều khiển nh PLC(Program Logic Controle),họ vi điều khiển, Logorất hiệuvà đặc biệt PLC thiết bị đợc dùng phổ biến có khả tích hợp tạo cho ngời sử dụng tiện lợi hiệu Nó đợc ứng dụng tất ngành công nghiệp, giao thôngrất hiệuđợc điều khiển tự động Thang máy phơng tiện giao thông đặc biệt PLC đà đợc ứng dụng cho hệ thống nhiều nhà cao tầng.Do khả PLC có yếu tố tác động xác sử lý thông tin theo yêu cầu lập trình ,tạo cho phơng tiện đầy đủ tiện nghi an toàn dễ dàng sử dụng,có yếu tố xác cao đồ án em,em giải toán u tiên hay toán tối u đờng đI thang máy cách lập trình TBPLC vấn đề khí thiết bị ngoại vi khác không đợc quan tâm nhiều đay toán phức tạp.Làm để đạt đợc hiệu trở ngời cao nhà cao tầng vật u tiên vô cần thiết tiết kiệm đợc lợng điện tối đa Trong thời gian thiết kế trình độ có hạn nên tránh khỏi thiếu sót ,em mong quý thầy cô bạn đọc góp ý kiến để đồ án em đợc hoàn thiên Sinh viên: Phùng Văn Quỳnh Điện Lớp: Thiết bị điện - Điện tử Khoa Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC siemens cho điều khiển thang máy Chơng I Giíi thiƯu Tỉng quan vỊ thang m¸y I - Kh¸I niệm chung Thang máy thiết bị nâng chuyển ngời hàng hoá từ vị trí đến vị trí khác hay từ độ cao đến độ cao khác theo hớng thẳng đứng Thang máy đợc lắp đặt nhà cao tầng, bệnh viện ,trờng học c xá ,trung tâm thơng mạirất hiệunó tiện lợi nhanh chóng cho ngời muốn lên tầng cao thấp nhà thay cho viêc ngời ta phải lao lên cầu thang xuống cầu thang vất vả va mệt nhọc.Thuận tiện cho lu thông bốc dỡ hàng hoá phức tạp mà có thang máy míi cã thĨ chun an toan va hiƯu qu¶ nhÊt.ChÝnh từ yếu tố mà ta hình dung đợc thang máy gồm môt phòng thang máy gọi Car(có cửa mở đóng an toàn tầng có cửa để đóng ngoài)đợc di chuyên theo phơng thẳng đứng có dẫn hớng,đợc kéo động điện thông qua hệ thống cáp nối tới với hệ thống bảo vệ khí nh phanh h·m HiƯn trªn thÕ giíi cã rÊt nhiều loại thang máy phục vụ theo yêu cầu mục đích ngời dùng đa dạng,đa tính an toàn đảm bảo hiệu tiết kiệm lợng.Thang máy cho hệ thống nhà cao tầng vài trục tầng trở lên cần có mọt hệ thống kết cấu đặc biệt đảm bảo tiết kiệm không gian thời gian,rất linh hoạt Thang máy có hệ thống điện tơng đối phức tạp vừa đảm bảo chạy vị trí Làm để ngời đợi thang máy không đợi vòng thang chạy hay không chu kỳ thang Nó phải đảm bảo an toàn cho hành khách, hàng hoá Ngoài hệ thống đóng cắt điện giám sát hoạt động thang thông qua cảm biến để bảo vệ cách cho chạy hay không cho chạy hệ thống bảo vệ khí nh phanh bảo hiểm kiểu kìm,hoạc kiểu nêm gắn buồng thang Có tác dụng thang máy chạy tốc độ phanh kìm hÃm lại, phòng trừ trờng hợp đứt cáp thiết bị đảm bảo an toàn tính mạng ngời hàng hoá Ngoài hệ thống làm phanh thang đảm bảo cho thang máy dừng tầng đến tầng cần dừng,ở tốc độ thấp phanh dợc cấp tín hiệu đóng đến tầng thang hoàn tàn dừng Về điện đảm bảo độ êm chạykhông giật mạnh không dừng lại mà phải hÃm nhẹ điện thông qua biến tần đảm Sinh viên: Phùng Văn Quỳnh Điện Lớp: Thiết bị điện - Điện tử Khoa Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC siemens cho điều khiển thang máy bảo dừng xác phanh tốc độ lúc để thang máy không trôi suống 1-Kết cấu thang máy Trên hình vẽ bên Hình dạng chung thang máy: 1-đối trọng ; 2- hộp giảm tốc; 3- Cabin ; 4- Lò xo giảm chấn; 5- Puly quấn cáp; 6Động cơ; 7- Khung thang; 8- Giếng thang Các loại thang máy thơng có hình dáng cấu tạo chung nh Ta mô tả nh sau: Thang máy đợc chạy khung thang theo hớng thẳng đứng Buồng máy đợc bố chí thờng giếng thang máy số 11 vị trí không gian từ mặt sau dừng thang máy đến đáy giếng thang máy.ở ngời ta bố trí lò xo giảm chấn để đảm bảo an toàn thang máy có tốc độ cao hạ suống hố thang có chiều cao 3m.Thiết bị nâng hạ Sinh viên: Phùng Văn Quỳnh Điện Lớp: Thiết bị điện - Điện tử Khoa Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC siemens cho điều khiển thang máy buồng thang động điện qua hộp giảm tốc để hạ tốc độ thờng tỷ số I =15 đến 120 đợc lấp tới puli để quấn cáp kéo thang puli quấn cáp TRong trờng hợp nối trực tiếp không thông qua hộp giảm tốc , khung thang đợc treo qua puli quấn cáp đặt buồng thang máy Để thang máyđi thẳng theo hớng thẳng đứng ngời ta bố chí hai dẫn hớng dọc theo giếng thang giá treo với ba trợt đầu lăn đảm bảo giảm ma sát hai dấn hớng, đối trọng đợc nối cáp với buồng thang thông qua puli đợc di chuyển ngợc chiều theo phơng thẳng đứng với buồng thang Giếng thang chiều cao mà thang cần phải cabin thờng chiều cao nhà theo số tầng cần phải sử dụng, giếng thang đợc che chắn thờng bê tông cốt thép chịu lực nhằm tạo thành giếng kín,đối với loại thang nhà ,trờng học công sở chung crất hiệu cần phải xây kín để đảm bảo không gây tiếng ồn,dung động phía Hệ thống điện để chạy đợc ta cần có nguồn điện cấp cho mạch điều khiển.Mô hình điều khiển điện pha Biến tần PLC pha Biến tần Động Động buồng thang Trên sơ đồ cho khối điều khiển tín hiệu đa cho hệ thống điều khiển cảm biến công tắc hành trình;một số tín hiệu để sử dụng cho hành khách tầng có hai nút ấn gọi tầng lên suống ,trong tầng có nút đến số nút ấn phụ trợ.Kết cấu cửa thờng loại cửa đợc kéo hai phía nối động với cửa ngoài.ở loại thang máy khác thờng cửa kéo phía Thang m¸y cã rÊt nhiỊu c¸c chi tiÕt kh¸c sÏ đợc giới thiệu chi tiết phần sau 2- Phân loại thang máy Sinh viên: Phùng Văn Quỳnh Điện Lớp: Thiết bị điện - Điện tử Khoa Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC siemens cho điều khiển thang máy a - Theo tính chất công dụng thang máy Đợc chia làm dạng khác +Thang máy trở ngời công dụng có tốc độ vận chuyển đến 1,4m/s trọng tải nâng đến1000kg.Thang máy trở ngời tốc độ cao vận chuyển 2m/s tải trọng 1000kg +Thang máy dùng bệnh viên nhà nghỉ an dỡng dùng để vận chuyển cấc bệnh nhân, phơng tiện vận chuyển bệnh nhân nh xe đẩy ,xe lăn,giờng bệnh +Thang máy trở hàng có ngời kèm +Thang máy trở hàng có ngời kèm để vận chuyển hàng có ngời điều hành kèm +Thang máy trở hàng ngời kèm thang máy có ngời điều khiển kèm dùng để trở hàng hoá, thang máy trở hàng loại nhỏ có tải trọng nâng đến 100kg cabin có chiều cao không 1m, diện tích sân cabin 0,9m thờng dùng th viện, nhà ăn cửa hàng thực phẩm Ta phân loại nh sau Phân loại tải - Thang máy loại nhỏ Q2000kg Phân loại theo cấp tốc độ 1- Thang máy chậm V=0,5m/s - Thang máy trung bình V=0,75-1,5m/s - Thang máy cao tốc V=2,5m/s-5m/s b - Phân loại theo số cấu Theo cấu dẫn động cấu tời động điện chiều, xoay chiều tới tốc độ ,2 tốc độ,vô cấp độ,có hộp giảm tốc ,không có hộp giảm tốc tời với tờng cápvà tời với puly ma sát Tời hộp giảm tốcthờng dùng với động điện chiều có tốc độ quay nhỏ.dòng điện xoay chiều lấy từ lới điện công nghiệp sau chuyển thành chiều qua hệ thống chỉnh lu Bộ dẫn động đợc nối trực tiếp với trục động không qua hộp giảm tốc,tời dùng cho thang máy có tốc độ v > 1,4m/s Tời có hộ giảm tốc thờng loại trục vit, bánh vít động điện xoay chiều, hộp giảm tốc bánh vít cho tỷ số truyền cao gọn nhẹ làm việc êm dịu không ồn Sinh viên: Phùng Văn Quỳnh Điện Lớp: Thiết bị điện - Điện tử Khoa Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC siemens cho điều khiển thang máy Hiện thang máy sử dụng loại tời với puly quán cáp ma sát rộng rÃI chủ yếu có u điểm nh sau: - Do cáp treo ca bin đối trộng vắt qua rÃnh puly ma s¸t Têi víi puly ma s¸t cã kÝch thớc nhỏ gonvà không phụ thuộc vào chiều cao nơng thang máy - Làm việc an toàn treo ca bin nhiều sợi cáp đứt lủc Trong trờng hợp cabin lên đến tờng mà công tắc hành trình công tắc chuyển đổi tơng không tác động quay nhng ma sát nên trợt rÃnh puly nên đảm bảo an toan cphân loại theo sơ đồ dẫn động c b a d e f NÕu thang m¸y có kích thớc lớn ngời ta làm thêm puly để chuyển động đối trọng không va trạm với buồng thang Mặt khác làm tăng góc mở cáp Sinh viên: Phùng Văn Quỳnh Điện Lớp: Thiết bị điện - Điện tử Khoa Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC siemens cho điều khiển thang máy Nếu trờng hợp trọng tải cđa thang lín th× ngêi ta bè trÝ cabin theo hình (e) Nh để đợc quÃng đờng quÃng đờng hình (c,a), tốc độ động phải tăng lên gấp đôi Đối với sơ đò hình (b) loại thang máy cho trở hàng có cấu quấn cáp đòi hỏi động có công xuất lớn Sơ đồ hình(f,) cấu dẫn động phía dới thờng đợc dùng cho trở hàng Thang máy trở ngời dùng cấu hình (a,c,d,e) với loại trở hàng cho hình (a,b,e,f,) Nguyên tắc hoạt động Nguyên tắc hoạt động Thang máy đợc điều khiển bàng hệ thống bán tự động vừa tay nhng lại vừa tự động Bằng tay ta phải bấm nút tự động tính toán để đa buồng thang đến vị trí cần đến phảI đảm bảo cho vị trí tầng khác đợc u tiên theo luật Để điều khỉên hoạt động cách an toàn phải trang bị linh kiên điện, thiết bị điện, thiết bị khí đợc kết nối theo chức yêu cầu an toàn Nh ta đà nói trên, tầng có hai nút ấn gọi tầng, khách hàng muốn lên tầng ấn nút theo chiều mũi tên lên, muốn xuống ấn nút có chiều đI suống Nh thang máy nhận lệnh từ yêu cầu ngời bấm, phân tích tính toán xem thực lệnh khác chiều với ngời gọi va có khả dừng đợc thang máy dừng để đón khách, có khả dừng thang máy nằm phạm vi công tắc hành trình chuyển đổi tốc độ đảm bảo không phanh đột ngột ,không hÃm đột ngột Đây nguyên tắc u tiên tối u quÃng chạy thang máy nguyên tắc đợc lập trình để nạp vào vi xử lý đơc tín hiêu đống cắt động nâng ,hạ ,hÃm phanh, mở cửarất hiệu tín hiệu đầu vào công tấc hành trình,cảm biến nút ấn để tác động đảm bảo theo yêu cầu.thang máy nhận lúc nhiều lệnh phảI hoàn toàn nhớ lệnh cha thực đựơc.Khi thực đợc lệnh xoá lệnh yêu cầu ®ã va thùc hiƯn ®Ĩ ®¶m b¶o u tiên vị trí khác buồng thang gồm có nút đến tầng, khách hàng vào cabin rồi, cửa đóng mà khách hang không bấm đến tầng thang máy không chạy sau khoảng thời gian u tiên cho tín hiệu gọi khác Khi đẵ u tiên tín hiệu khác có lại có quy luật u tiên cho phù hợp Khi dừng vị trí không yêu cầu thang máy đứng vị trí dừng cuối Sinh viên: Phùng Văn Quỳnh Điện Lớp: Thiết bị điện - Điện tử Khoa Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC siemens cho điều khiển thang máy Để đảm bảo an toàn chạy tất cửa đóng hết, cửa phòng cửa buồng đóng kín thang dừng hẳn mở cửa phòng buồng thang Trong trờng hợp thang máy đóng cửa mà có ngời muốn vào muốn cửa mở Khi cửa hoàn toàn đóng khách hàng không đợc phép vào thang khoá chặt lại Trong số trờng hợp thang máy điều khiển riêng biệt không u tiên thực lệnh suốt trình chạy song lệnh tiếp tục lệnh tiếp Các loại thang máy thờng hay dùng nhà máy cao tầng nh thang máy lên tháp sấy nhiệt Prehiater nhà máy xi măng cao tốc 110m phục vụ đơn lẻ lệnh u tiên cho ngời vị trí cần đến tức khắc Điều quan trọng loại thang máy không dùng nhà cao tầng nơi cần u tiên phần mền u tiên không dẻ tiền Nh chơng vừa qua ta đà hiểu thang máy phục vụ mục đích gì, chức nguyên tắc hoạt động II Cấu tạo chi tiết thiết bị thang máy Giếng thang máy Hình vẽ Có nhiều cách bố trí thang máy khác hai cách bố trí thờng dùng Trên hình vÏ ta cã : lµ hình chiếu giếng thang ca bin thang máy đối trọng cửa buồng thang máy cửa ca bin Giếng thang máy đợc bao bọc bê tông cốt thép gạch xây lên chịu lực tốt , có kích thớc đợc tính toán trớc cho phù hợp với kích thớc lắp đặt thang Phơng án đối trọng đặt giếng thang , đặt đằng sau ca bin phơng án hay dùng Cửa cửa thang Sinh viên: Phùng Văn Quỳnh Điện Lớp: Thiết bị điện - Điện tử Khoa Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC siemens cho điều khiển thang máy máy có nhiều dạng, cầu khác Cơ cấu mở lề cách, hai cách bốn cách Ơ ta dùng lại cửa kéo từ hai phía , cửa tầng đợc bố trí liên động với cửa ca bin Trên đỉnh giếng thang đợc bố trí làm buồng máy ngời ta bố trí động , khí để kéo ca bin bố trí hệ thống điện để điều khiển Đây buồng đuợc xây tầng số loại khác bố trí buồng máy dới tuỳ thuộc vào cấu bố trí nh hợp lý dới kéo thang phía dới tầng đợc lắp đặt lò xo giảm chấn hệ thống lò xo bố trí thấp phía dới cửa tầng, mục đích tốc độ cao, điều khiển đứt cáprất hiệu làm giảm va đập suống phía d ới Ngoài ngời ta bố trí giảm chấn cho đối tợng Khi chuyển động ca bin tựa hai day hai bên dẫn hớng nhờ có ngăn dẫn hớng Các dẫn hớng đợc bắt chặt với thành bên giếng thang chạy dọc thằng đứng mà tầng qua Thanh dây có dạng hình trụ đứng sắt, mà buồng thang có vành ngăn ôm lấy dẫn hớng Đối với thang máy cao tầng ngời ta lắp dáp day có khe hở định Khi chạy tạo ma sát nóng lên trình độ môi trờng cao day dÃn nở dài ta ghép khít đẩy cong không khả dẫn hớng thắng gây nên nguy hiểm chạy Đòi hỏi trình lắp dáp phải xác cần phải đo đạc thớc ngắn , rọi để đảm bảo day hớng dẵn nằm đờng thẳng Day lắp dáp phải có độ nhẵn, bóng đảm bảo ma sát nhỏ chúng đợc định vị nhờ ốp phìa sau thờng ngêi ta dïng tÊm èp phÝa sau cã d¹ng tÊm kẹp để sau không bị cong theo độ lún nhà nh nhiệt độ môi trờng Hệ thống Giảm chấn Giảm chấn đợc lắp đặ dới đáy hố thang đẻ dừng đỡ cabin đồi trọng trờng hợp cabin đối trọng chuyển động xuống dới vợt vị trí đặt công tắc hạn chế hành trình dới Giảm chấn phải có độ cao đủ lớn đẻ cabin đối trọng tỳ lên có đủ khoảng trống cần thiết phía díi phï híp víi tiªu chn ViƯt Nam cho ngêi có trách nhiệm thực việc kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa Sinh viên: Phùng Văn Quỳnh Điện Lớp: Thiết bị điện - Điện tử Khoa Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC siemens cho điều khiển thang máy Loại giảm chấn cứng ụ tỳ làm gỗ, bê tông thép có bọc cao su Loại dùng có dùng cho thang máy chở hàng có tốc độ nhỏ trừ thang máy bệnh viện Loại giảm chấn lò xo đợc dùng thông dụng cho loại thang có tốc độ 0,5 đến m/s Trên hình vẽ dới sơ đồ cấu tạo giảm chấn lò xo Bộ phận lò xo 1, phía có đĩa tỳ đệm cao su Các ống dẫn hớng có tác dụng giữ ổn định ngang cho lò xo Vì cabin đối trọng xuống tựa ray dẫn hớng nên nhiều trờng hợp ngời ta bỏ ống dẫn Đế giảm chấn đợc bắt với đáy hố thang bulông vít nở Giảm chấn thuỷ lực loại tốt thờng dùng cho thang máy có tốc độ m/s Trên hình 2.b kết cấu loại giảm chấn thuỷ lực Phần dới giảm chấn xylanh có đế đợc bắt với đáy hố thang bulông Tâm xylanh có lõi 6, đầu dới lõi cố định vào đáy xylanh, đầu có đai ốc Lõi đợc lắp qua lỗ pittông với khe hở cần thiết Khi cabin tỳ lên đầu pittông 3, nén pitông xuống dầu xylanh qua khe hở lỗ chảy vào pittông Vì lõi có hình côn nên pittông xuống khe hở lỗ hẹp dần, lu lợng dầu chảy vào pittông giảm chịu đợc lực tỳ từ phía cabin lớn dần để đảm bảo trình dừng cabin đợc êm dịu Để tránh va đập thời điểm cabin bắt đầu tiếp xúc với pittông 3, đầu pittông có lắp đầu đỡ tỳ lên lò xo chịu nén xylanh có lỗ để dầu tràn sang khoang thời điểm bắt đầu để giảm va đập pittông xuống, bịt lỗ lại Sau nhấc cabin lên, pittông trở vị trí ban đầu nhờ lò xo 10 tỳ lên đai ốc đầu lõi Gảm chấn phải có nhÃn hiệu ghi rõ nơi sản xuất, tải trọng, riêng giảm chấn thuỷ lực phải ghi thêm tốc độ xuống pittông Giảm chấn phải có độ cứng hành trình cần thiết cho gia tốc dừng cabin đối trọng không vợt gía trị đợc quy định tiêu chuẩn Sinh viên: Phùng Văn Quỳnh Điện Lớp: Thiết bị điện - Điện tử Khoa 10 Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC siemens cho điều khiển thang máy Xích cân thờng dùng cho thang máy tốc độ dới 1,4 m/s Đối với thang máy có tốc độ cao, ngời ta phải dùng cáp cân có thiết bị kéo căng cáp cân để cáp không bị xoắn Tại thiết bị kéo căng cáp cân phải có tiếp điểm điện an toàn để ngắt mạch điều khiển thang máy cáp cân bị đứt độ dÃn lớn có cố với thiết bị kéo căng cáp cân Cáp nâng Cáp nâng trang bị tất quan độ bền cảu ảnh hởng trực tiếp đến an toan vận hành thang máy Đặc điểm làm việc cáp nâng thang máy cáp bị kéo căng thang máy không làm việc cáp chịu lực theo phơng khác Do việc tính toán, chọn sử dụng cáp đắn theo yêu cầu quy định theo tiêu chuẩn yếu tố định đến độ bền, độ bền lâu, độ an toàn đọ tin cậy sử dụng thang máy Sinh viên: Phùng Văn Quỳnh Điện Lớp: Thiết bị điện - Điện tử Khoa 20