Lập trình plc s7 200

Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC S7 200 Lời mở đầu Khoa học ngày phát triển đà đem lại cho ngời t liệu sản xuất, máy móc, thiết bị đại, tạo nhiều sản phẩm, 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 lạc 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 ngời ta tạo loại động đặc biệt cho hệ thống điều khiển tự động ngày 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, điều khiển nh PLC(Program Logic Controle),họ vi điều khiển, Logo 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 thông đợc 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, xử lý thông tin theo yêu cầu lập trình ,tạo cho phơng tiện đầy đủ tiện nghi an toàn dễ dàng sử dụng, đảm bảo yếu tố thời gian thực đồ án em, em giải toán u tiên hay toán tối u đờng thang máy cách lập trình thiết bị PLC vấn đề khí thiết bị ngoại vi khác không đợc quan tâm nhiều toán phức tạp Làm để đạt đợc hiệu trở ngời cao nhà cao tầng việc u tiên vô cần thiết tiết kiệm đợc lợng điện tối đa Kết cấu đồ án gåm nhng phÇn sau - giíi thiƯu tỉng quan vỊ thang máy - tính toán động truyền động - gíi thiƯu vỊ PLC S7 – 200 - giíi thiệu biến tần cách gép động với biến tần - Viết trơng trình cho PLC S7 200 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 Sinh viên: Phùng văn Quỳnh Lớp: thiết bị điện - điện tử1.k45 Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC S7 200 Chơng I Giíi thiƯu Tỉng quan vỊ thang m¸y I - KháI 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 mại tiện lợi nhanh chóng cho ng ời muốn lên tầng cao thấp nhà thay cho việc ngời ta phải lao lên cầu thang xuống cầu thang vất vả mệt nhọc.Thuận tiện cho lu thông bốc dỡ hàng hoá phức tạp mà có thang máy chuyển an toàn hiệu Chính từ yếu tố mà ta hình dung đợc cấu tạo thang máy.Thang máy gồm phòng thang máy có cửa mở, đóng Mỗi tầng có cửa để đóng mở Thang di chuyển theo phơng thẳng đứng hai dẫn hớng đợc kéo động điện thông qua hệ thống cáp nối tời Ngoài có hệ thống bảo vệ khí nh phanh hÃm, phanh bảo hiểm Hiện giới có nhiều loại thang máy phục vụ theo yêu cầu mục đích ngời dùng, đa dạng, đa tính năng, an toàn, đảm bảo hiệu tiết kiệm lợng.Thang máy cho hệ thống nhà cao tầng (vài Sinh viên: Phùng văn Quỳnh Lớp: thiết bị điện - điện tử1.k45 Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC S7 200 chục tầng trở lên) cần có hệ thống kết cấu đặc biệt đảm bảo tiết kiệm không gian thời gian 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, 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 in phanh thang đảm bảo cho thang máy dừng tầng đến tầng cần dừng, tốc độ thấp phanh đợc cấp tín hiệu đóng đến tầng thang hoàn toàn dừng Về điện đảm bảo độ êm chạy không giật mạnh không dừng lại mà phải hÃm nhẹ điện thông qua biến tần đảm bảo dừng xác phanh tốc độ lúc để thang máy không trôi suống 1- Kết cấu thang máy Trên hình vẽ bên Sinh viên: Phùng văn Quỳnh Lớp: thiết bị điện - điện tử1.k45 Đồ án tốt nghiệp: lập tr×nh PLC S7 – 200 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 thờng có hình dáng cấu tạo chung nh Ta mô tả nh sau: - Buồng thang đợc chạy khung thang theo hớng thẳng đứng tựa hai dẫn hớng Buồng máy đợc bố chí thờng giếng thang máy, Vị trí dới tầng (từ mặt xàn tầng1 đến đáy giếng thang máy), ngời ta bố trí lò xo giảm chấn để đảm bảo an toàn thang máy có tốc độ cao h¹ xng, Hè thang cã chiỊu cao 3m ThiÕt bị nâng hạ buồng thang động điện qua hộp giảm tốc để hạ tốc độ thờng tỷ số I =15 đến 120 đợc lấp tới puly để quấn cáp kéo thang puly quấn cáp Trong trờng hợp nối trực tiếp không thông qua hộp giảm tốc 2, khung thang đợc treo qua puly quấn cáp đặt buồng thang máy Sinh viên: Phùng văn Quỳnh Lớp: thiết bị điện - điện tử1.k45 Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC S7 200 - Để thang máy thẳng theo hớng thẳng đứng ngời ta bè trÝ hai dÉn híng däc theo giÕng thang giá treo với ba trợt đầu lăn đảm bảo giảm ma sát hai dẫn hớng, đối trọng đợc nối cáp với buồng thang thông qua puly đợc di chuyển ngợc chiều theo phơng thẳng đứng với buồng thang - Giếng thang phần không gian dành riêng cho chuyển động buồng thang Chiều cao giếng thang chiều cao cần phải buồng thang thờng chiều cao nhà tuỳ theo số tầng phục vụ Giếng thang đợc che chắn bên thờng bê tông cốt thép chịu lực nhằm tạo thành giếng kín, loại thang nhà ở, trờng học công sở chung c cần phải xây kín để đảm bảo không gây tiếng ồn, dung động phía - Hệ thống điện, để hoạt động đợc ta cần có nguồn điện cấp cho mạch điều khiển động lực Mô hình điều khiển điện pha PLC pha Biến tần Biến tần Động Động buồng thang Trên sơ đồ cho khối điều khiển bản, tín hiệu đa cho hệ thống điều khiển cảm biến công tắc hành trình, số tín hiệu để sử dụng dành cho hành khách tầng có hai nút ấn gọi tầng lên, xuống Trong tầng có nút ấn đến số nút ấn phụ trợ khác - Kết cấu cửa thờng loại cửa đợc kéo hai phía, có hệ thống khí nối động với cửa loại thang máy khác thờng cửa kéo vỊ mét phÝa Thang m¸y cã rÊt nhiỊu c¸c chi tiết khác đợc giới thiệu chi tiết phần sau 2- Phân loại 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 chở ngời tốc độ cao vận chuyển 2m/s tải trọng 1000kg +Thang máy dùng bệnh viện nhà nghỉ an dỡng dùng để vận chuyển bệnh nhân, phơng tiện vận chuyển bệnh nhân nh xe đẩy, xe lăn, giờng bệnh +Thang máy chở hàng có ngời kèm Sinh viên: Phùng văn Quỳnh Lớp: thiết bị điện - điện tử1.k45 Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC S7 200 +Thang máy chở hàng có ngời ®i kÌm ®Ĩ vËn chun hµng cã ngêi ®iỊu hµnh kèm +Thang máy chở hàng ngời kèm thang máy có ngời điều khiển không kèm dùng để chở hàng hoá, thang máy chở 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 ®éng c¬ cÊu têi ®éng c¬ ®iƯn mét chiỊu, xoay chiều tới tốc độ, tốc độ, vô cấp độ, có hộp giảm tốc, hộp giảm tốc tời với tời cáp tời với puly ma sát Tời hộp giảm tốc, thờng dùng với động điện chiều có tốc độ quay nhỏ,dòng ®iƯn xoay chiỊu lÊy tõ líi ®iƯn c«ng nghiƯp sau ®ã chun thµnh mét chiỊu qua hƯ thèng chØnh 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 vít, bánh vít động điện xoay chiều, hộp giảm tốc bánh vÝt cho tû sè trun cao gän nhĐ vµ lµm việc êm dịu không ồn Hiện thang máy sử dụng rộng rÃi loại cấu tời với puly quấn cáp ma sát , nói đợc chủ yếu có u điểm nh sau: - Do cáp treo ca bin đối trọng vắt qua c¸c r·nh cđa puly ma s¸t Têi víi puly ma sát có kích thớc nhỏ gọn không phụ thuộc vào chiều cao nâng thang máy - Làm viƯc an toµn cã thĨ treo cabin b»ng nhiỊu sợi cáp đứt lúc Trong trờng hợp cabin lên đến tầng mà công tắc hành trình công tắc chuyển đổi tầng không tác động quay nhng ma sát nên trợt rÃnh puly nên đảm bảo an toàn c - Phân loại theo sơ đồ dẫn động Sinh viên: Phùng văn Quỳnh Lớp: thiết bị điện - điện tử1.k45 Đồ án tèt nghiƯp: lËp tr×nh PLC S7 – 200 c a b d e f NÕu thang m¸y cã kÝch 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 Nếu trờng hợp trọng tải thang lín th× ngêi ta bè trÝ cabin theo h×nh (e) Nh để đợc quÃng đờng quÃng đờng hình (c,a), tốc độ động phải tăng lên gấp đôi Đối với sơ đồ hình (b) loại thang máy cho chở hàng có cấu quấn cáp đòi hỏi động có công suất lớn Sơ đồ hình(f,) cấu dẫn động phía dới thờng đợc dùng cho chở hàng Thang máy chở ngời dùng cấu hình (a,c,d,e) với loại chở hàng cho hình (a,b,e,f,) Nguyên tắc hoạt động Thang máy đợc ®iỊu khiĨn b»ng mét hƯ thèng b¸n tù ®éng, võa tay 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 Để đảm bảo đợc suất, hiệu suất cách tối u trình chuyên chở thang, nguyên tắc u tiên theo chiều chuyển động Nh ta đà nói trên, tầng có hai nút ấn gọi tầng, khách hàng muốn lên tầng ấn nút theo chiều mũi tên lên, ngợc lại muốn Sinh viên: Phùng văn Quỳnh Lớp: thiết bị điện - điện tử1.k45 Đồ án tèt nghiƯp: lËp tr×nh PLC S7 – 200 xng ấn nút có chiều suống Nh thang máy nhận lệnh từ yêu cầu ngời bấm, phân tích tính toán xem thang máy vị trí Đang dừng hay thực lệnh khác, thực lệnh khác mà có chiều chuyển động chiều với chiều ngời gọi hay không mà thang có khả dừng đợc thang máy dừng để đón khách Ta giải thích thêm buồng thang có khả dừng, buồng thang nằm phạm vi công tắc hành trình chuyển đổi tốc độ tầng định dừng, hay nói cách khác cha đến tầng dừng, mục đích để đảm bảo dừng không dừng 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 đợc đa tín hiêu đóng cắt động nâng, hạ, hÃm phanh, mở cửa Các tín hiệu đầu vào công tắc 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 vừa thực để đảm bảo u tiên vị trí khác Trong buồng thang gồm có nút đến tầng, khách hàng vào cabin rồi, cửa đóng mà khách hàng 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 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 đà đóng cửa cha chạy có ngời muốn vào muốn cửa mở Khi cửa hoàn toàn đóng, thang chuẩn bị chạy khách hàng không đợc phép vào cửa thang khoá chặt lại Trong số trờng hợp thang máy điều khiển riêng biệt không u tiên thực lệnh suốt trình chạy, thực 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 dùng nhng nơi không cần u tiên Bởi chơng trình điều khiển u tiên không rẻ 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 vẽ ta có : Sinh viên: Phùng văn Quỳnh Lớp: thiết bị điện - điện tử1.k45 Đồ án tốt nghiệp: lËp tr×nh PLC S7 – 200 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 cửa cabin phơng án hay dùng Cửa cửa thang máy có nhiều dạng, cấu khác Cơ cấu mở lề cách, hai cách bốn cách ta dùng lại cửa kéo từ hai phía , cửa tầng đợc bố trí liên động với cửa cabin Trên đỉnh giếng thang đợc bố trí làm buồng máy ngời ta bố trí động cơ, hộp giảm tốc, cÊu trun ®éng, hƯ thèng ®iƯn, tđ ®iƯn ®Ĩ ®iỊu khiển truyền động buồng thang Đây buồng đuợc xây tầng cùng, số loại khác bố trí buồng máy dới, tuỳ thuộc vào cấu bố trí nh hợp lý đáy giếng thang phía dới tầng đợc lắp đặt lò xo giảm chấn hệ thống lò xo bố trí thấp phía dới cửa tầng 1, mục đích hạn chế tốc độ cao hạ xuống tầng 1, điều khiển, đứt cáp hỏng phanh làm giảm va đập buồng thang xuống phía dới Ngoài ngời ta bố trí giảm chấn cho đối trọng Khi chuyển động cabin sÏ tùa trªn hai day dÉn híng däc theo giếng thang Các dẫn hớng đợc bắt chặt với thành bên giếng thang chạy dọc thằng đứng day dẫn hớng độ bền cao, chịu lực, có độ cứng cao Thanh day có dạng hình trụ đứng sắt Đối với thang máy cao tầng ngời ta lắp dáp day có khe hở định Bởi chạy tạo ma sát nóng lên nhiệt độ môi trờng cao, day dÃn nở dài ta ghép khít đẩy cong không khả dẫn hớng thẳng gây nên nguy hiểm chạy Đòi hỏi trình lắp dáp phải xác cần phải đo đạc thớc ngắm, rọi để đảm bảo day dẫn hớng nằm đờng thẳng Day lắp dáp phải có độ nhẵn, bóng đảm bảo ma sát nhỏ chúng đợc định vÞ nhê tÊm èp phÝa sau, thêng ngêi ta dïng ốp phía sau có dạng kẹp để sau không bị cong theo độ lún nhà nh nhiệt độ môi trờng Hệ thống giảm chấn Giảm chấn đợc lắp đặt dới đáy hố thang ®Ĩ dõng vµ ®ì cabin vµ ®èi träng trêng hợp cabin đối trọng chuyển động xuống dới vợt vị Sinh viên: Phùng văn Quỳnh Lớp: thiết bị điện - điện tử1.k45 Đồ án tốt nghiệp: lập trình PLC S7 200 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 dới phù hợ p với tiêu chuẩn Việt Nam cho ngêi cã tr¸ch nhiƯm thùc hiƯn viƯc kiĨm tra, điều chỉnh, sửa chữa 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 vẽ 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 Ngoài 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 Lớp: thiết bị điện - điện tử1.k45