Báo cáo môn học điều khiển đề tài thang máy

Điều khiển Hệ thống điện Công nghiệp đảm bảo sự hoạt động ổn định và an toàn trong sản xuất.Ngày nay, với sự phát triển của đất nước, các công trình xây dựng cao tầng ngày càng được xây

111Equation Chapter 1 Section 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

KHOA….

BÁO CÁO MÔN HỌC ĐIỀU KHIỂN

Đề tài: Thang máy

SVTH: Nguyễn Trung Kiên 20142353 Nguyễn hoàng Phúc 20142388 Hoàng Mạnh Công 20142078 Trương Gia Kiêt 20142355

GVHD: PGS.TS TRƯƠNG VIỆT ANH

Tp Hồ Chí Minh, ngày 7 tháng 3 năm 2023

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN……… 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

2 1.1 Phạm vi, tính cần thiết của hệ thống thang máy

2 1.2 Tổng quan về hệ thống thang máy

2 1.3 Lịch sử phát triển

3 1.4 Nguyên lý hoạt động

3 1.5 Phân loại thang máy

4 1.6 Phân tích u nhược điểm của các hệ thống thang máy ƣ 5 1.6.1 Thang máy chở người

5 1.6.2 Thang máy chở hàng

5 1.7 Đánh giá và lựa chọn hệ thống thang máy với yêu cầu thực tiễn của dự án

CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH VÀ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY ………

7 2.1 Nguyên lý vận hành của hệ thống thang máy

7 2.2 Xác định các thông số thiết kế trong một hệ thống điều khiển

7 2.2.1 Yêu cầu về chất l ợng điều khiển ƣ 7 2.2.2 Yêu cầu về hệ thống thang máy

9 2.2.3 Yêu cầu về môi tr ờng .ƣ 10 2.3 Tính chọn công suất động cơ truyền động thang máy

12 2.3.1 Lý thuyết

12 2.3.2 Tính toán

13 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN VÀ CẢI TIẾN SƠ ĐỒ

14 3.1 Phương án cung cấp điện và nguyên lý hoạt động

14 3.2 Đánh giá các sơ đồ mạch điều khiển hiện có

18 3.2.1 Phân tích u nh ợc điểm sơ đồ mạch hiện hữu ƣ ƣ 18 3.2.2 Đánh giá (bình luận – nhận xét) thì có hiện t ợng gì cần phải khắc phục ƣ 21 3.3 Đề xuất giải pháp nâng cao chất l ợng điều khiển của hệ thống ƣ 22 3.4 Đánh giá lợi ích của việc cải tiến sơ đồ

24 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG PLC VÀ NHẬN XÉT

25 4.1 Mô phỏng Matlab:

25 4.2 Tính toán kiểm tra:

26 4.3 Nhận xét

26 KẾT LUẬN

27 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………

Lời nói đầu

Trong thế giới hiện đại, việc xây dựng các tòa nhà cao tầng như khách sạn, nhàhàng, bệnh viện, công sở và chung cư là điều không thể tránh khỏi Thang máy đã trởthành một thiết bị không thể thiếu để phục vụ cho việc vận chuyển người và hàng hóatrong các tòa nhà này Để giải quyết vấn đề dân số đang tăng nhanh ở các đô thị lớn,thang máy chở người phục vụ cho nhà chung cư cao tầng đã trở thành một lĩnh vựcnghiên cứu quan trọng Trong đồ án tốt nghiệp này, tôi nghiên cứu và thiết kế thangmáy chở người phục vụ cho nhà chung cư cao tầng với các thông số kỹ thuật cụ thể.Tuy nhiên, vì khả năng và tài liệu tham khảo còn hạn chế, đồ án không tránh khỏithiếu sót Tôi mong muốn nhận được ý kiến đóng góp của các giáo viên và sinh viên

để đề tài được hoàn thiện hơn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sự hướng dẫn tận tình củagiáo viên hướng dẫn và sự giúp đỡ của các bạn sinh viên trong quá trình hoàn thành đồ

án này

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1 Phạm vi, tính cần thiết của hệ thống thang máy

Trong quá trình đổi mới đất nước, lĩnh vực Tự động hoá Công nghiệp đóng vaitrò quan trọng và Điều khiển Hệ thống điện Công nghiệp là không thể thiếu Việc sửdụng công nghệ tự động hóa trong sản xuất giúp tăng năng suất, giảm chi phí, cải thiệnchất lượng sản phẩm và nâng cao tính cạnh tranh Điều khiển Hệ thống điện Côngnghiệp đảm bảo sự hoạt động ổn định và an toàn trong sản xuất

Ngày nay, với sự phát triển của đất nước, các công trình xây dựng cao tầngngày càng được xây dựng đồ sộ và hiện đại theo tiêu chuẩn quốc tế, gồm các cao ốcthương mại, nhà hàng, khách sạn và siêu thị Điều này là do dân số ngày càng tăngnhưng diện tích đất không tăng theo Vì vậy, nhu cầu về thiết bị chuyển tải hàng hoá vàcon người theo "độ cao" cũng tăng lên, và thang máy là một thiết bị quan trọng để đápứng nhu cầu đó

Thang máy đóng vai trò quan trọng trong việc quyết định thời gian làm việc,năng suất lao động, tiết kiệm thời gian và tiện lợi cho việc di chuyển trong các tòa nhàcao tầng Tuy nhiên, chúng ta tin rằng trong tương lai, thang máy sẽ được phát triểnhơn nữa và nhóm chúng tôi muốn nghiên cứu về "điều khiển thang máy"

2 Tổng quan về hệ thống thang máy

Thang máy là một thiết bị chuyên dụng để vận chuyển hàng hoá và con ngườitheo hướng thẳng đứng Nó thường được sử dụng trong các tòa nhà cao tầng nhưkhách sạn, văn phòng, căn hộ chung cư, bệnh viện, vv

Thang máy có thời gian vận chuyển ngắn, tần suất hoạt động lớn và hoạt độngliên tục, làm tăng tính tiện nghi và đẹp mắt của công trình Tuy nhiên, vì liên quan trựctiếp đến tính mạng và tài sản của con người, thang máy đòi hỏi tính an toàn cao trongquá trình thiết kế, thi công, vận hành, sử dụng và bảo trì

.3 Lịch sử phát triển

Thang máy đã trải qua một quá trình phát triển dài kể từ khi được phát minh.Hiện nay, nó là một phần quan trọng trong cuộc sống hiện đại và được sử dụng rộngrãi tại nhiều địa điểm, bao gồm tòa nhà cao tầng, khách sạn, siêu thị, trung tâm thươngmại, sân bay, bệnh viện và trường học Những tính năng mới, chẳng hạn như hệ thốngđiều khiển thông minh, hệ thống kiểm soát an toàn, cảm biến, hệ thống điều hòa khôngkhí, hệ thống giảm chấn rung, đèn LED tiết kiệm năng lượng và màn hình cảm ứng,cũng như việc tuân thủ các quy định an toàn và bảo trì định kỳ, đều giúp tăng tính antoàn, tiện nghi và độ tin cậy của thang máy, đồng thời giảm thiểu tác động đến môitrường và tiết kiệm năng lượng Tuy nhiên, để đảm bảo tính an toàn cho người sửdụng, việc sử dụng đúng cách và bảo trì định kỳ là rất quan trọng Tai nạn liên quanđến thang máy có thể xảy ra nếu không tuân thủ quy định an toàn và bảo trì định kỳ

4 Nguyên lý hoạt động

Hệ thống truyền động cửa thang máy hoạt động trên nguyên tắc động cơ điệnxoay chiều, kết nối với đầu cửa cabin thông qua hệ thống truyền động bằng đai răng.Khi bộ điều khiển PLC nhận được tín hiệu điều khiển đóng/mở cửa từ bàn điều khiểnnội bộ hoặc bên ngoài tầng, nó sẽ kích hoạt động cơ để di chuyển đầu cửa cabin tới vịtrí đóng hoặc mở cửa tương ứng Sau khi đạt được vị trí mong muốn, động cơ sẽ đượcngắt điện và đầu cửa cabin được giữ ở vị trí đóng/mở cửa

Để đảm bảo an toàn cho người sử dụng, hệ thống truyền động cửa thang máyđược trang bị các cảm biến được đặt ở các vị trí quan trọng như đầu cửa cabin và cửatầng Nếu phát hiện vật cản hoặc người sử dụng đang đi vào, các cảm biến sẽ gửi tínhiệu về bộ điều khiển PLC để dừng động cơ truyền động cửa và đảm bảo an toàn chongười sử dụng

Đến tầng cần dừng, PLC sẽ điều khiển thang máy dừng lại và mở cửa cabinthông qua cơ cấu đóng mở Cửa cabin sẽ kéo theo cửa tầng mở bằng cơ cấu kẹp cửatầng Hệ thống truyền động cửa thang máy được điều khiển bởi PLC để đảm bảo cửacabin và cửa tầng mở cùng nhau khi thang nằm ở tầng cần đến Tốc độ mở cửa cabin

sẽ được điều khiển bởi cảm biến cửa

5 Phân loại thang máy

Thang máy có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí, bao gồm chức năng vậnchuyển, hệ thống dẫn động, trọng tải và tốc độ di chuyển Thang máy được sử dụng đểtiết kiệm thời gian và mang lại tính thẩm mỹ cao cho các tòa nhà Tuy nhiên, thangmáy có giá thành cao và khi gặp sự cố có thể gây khó khăn cho người sử dụng Hơnnữa, số lượng người tối đa khi đi thang máy cũng có giới hạn

6 Phân tích ưu nhược điểm của các hệ thống thang máy

Nhu đã nêu ở trên trên, thang máy được chia ra làm hai loại chính: thang máychở ng ời và thang máy chở hàng Sau đây chúng em xin đ a ra những ưu điểm cũngƣ ƣnhư nhược điểm của hai loại thang máy này

6.1 Thang máy chở người

Đảm bảo sức khỏe người dùng

Tận dụng đ ợc các không gian của tầng ở trên cao ƣ

Góp phần tạo nên sự hiện đại trong thời kì công nghiệp phát triển của đất

n ớc ƣ Nhược điểm:

Giá thành lắp ráp và bảo trì, bảo d ỡng cao.ƣ

Khi thang máy gặp sự cố sẽ gây khó khăn cho người bên trong thang máy Giới hạn số lượng người nhất định khi đi thang máy

6.2 Thang máy chở hàng ưu điểm

Thang máy chở hàng giúp nâng hàng hóa một cách dễ dàng, an toàn và hiệuquả, giảm tải nhân công và công sức lao động Hệ thống hoạt động đơn giản, dễ điềukhiển và thiết kế phù hợp cho việc vận chuyển các loại hàng hóa kích thước lớn và dễ

vỡ Tuy nhiên, việc lắp đặt và bảo trì thang máy chở hàng tốn kém chi phí, đồng thờiphòng thang máy có kích thước lớn cũng tốn diện tích khi thiết kế

6.3 Thang máy sử dụng công nghệ cáp kéo truyền thống

Thang máy cáp tải hoạt động bằng cách nâng và hạ cabin cùng với trọng lượng đối trọngthông qua việc liên kết với động cơ điện và puly Khi động cơ hoạt động, puly sẽ quay giúpthang máy thực hiện nâng và hạ

Ưu điểm:

Có tốc độ nhanh và độ chính xác cao

Đáp ứng được nhu cầu vận chuyển lớn và đa dạng của các tòa nhà cao tầng Được sản xuất và lắp đặt rộng rãi, giá thành phải chăng và dễ dàng sửa chữa vàbảo trì

Có thể hoạt động liên tục trong thời gian dài

Chiều cao phòng máy cần nằm trong khoảng từ 1300 đến 1800mm

Yêu cầu bảo trì và bảo dưỡng định kỳ, liên tục

Chiều sâu hố pít lớn

Tóm lại, thang máy sử dụng công nghệ cáp kéo truyền thống là một lựa chọn tốtcho các tòa nhà cao tầng với độ chính xác và tốc độ vận chuyển cao Tuy nhiên, nó

có nhược điểm là tốn không gian và không phù hợp cho các tòa nhà có chiều caoquá lớn.

6.4 Thang máy sử dụng công nghệ ròng rọc :

Thang máy sử dụng công nghệ ròng rọc là loại thang máy thường được sửdụng cho các tòa nhà thấp hoặc tầm trung

Ưu điểm:

Bảo trì, sửa chữa, thay thế đơn giản và tiết kiệm chi phí

Tốn ít không gian hơn so với thang máy sử dụng công nghệ cáp kéo truyềnthống

Giá thành thấp hơn so với thang máy cáp kéo

Có thể lắp đặt dễ dàng và không cần phải đào đất

Tiêu thụ năng lượng ít hơn so với thang máy sử dụng công nghệ cáp kéotruyền thống

Nhược điểm:

Tốc độ chậm hơn so với thang máy sử dụng công nghệ cáp kéo truyền thống.Xây dựng phòng máy trên nóc nhà để lắp đặt thang máy có thể gây bất tiện vànguy hiểm

Không thể vận chuyển số lượng lớn người hoặc hàng hóa một lúc

Không thể sử dụng cho các tòa nhà cao tầng vì giới hạn về chiều cao.Cần bảo trì thường xuyên để đảm bảo an toàn và tối ưu hoạt động của thangmáy

Tóm lại, thang máy sử dụng công nghệ ròng rọc có ưu điểm về giá thành thấp

và tiết kiệm không gian so với thang máy sử dụng công nghệ cáp kéo truyền thống Tuy nhiên, nó có tốc độ chậm hơn và giới hạn về chiều cao, do đó không phù hợp cho các tòa nhà cao tầng hoặc cần vận chuyển số lượng lớn người hoặc hàng hóa một lúc Ngoài ra, cần thường xuyên bảo trì để đảm bảo an toàn và tối ưu hoạt động của thang máy

6.5 Thang máy sử dụng nền tảng nâng loại vít

Thang máy trục vít hoạt động dựa trên nguyên lý kết hợp giữa động cơ điện,trục vít, bánh răng, dây curoa và các linh kiện khác để truyền động và thực hiệnchuyển động lên xuống cho sàn/cabin thang máy

Ưu điểm của nền tảng nâng loại vít:

Tiết kiệm không gian hơn so với thang máy sử dụng công nghệ cáp kéotruyền thống

Có khả năng vận chuyển số lượng lớn người hoặc hàng hóa một lúc

Độ ổn định cao và ít bị rung lắc trong quá trình hoạt động

Không cần khoang máy, do đó có thể lắp đặt dễ dàng và không ảnh hưởngđến kiến trúc của tòa nhà

Có thể điều khiển được bằng tay hoặc bằng điện

Hệ thống đảm bảo mức độ an toàn cao, được trang bị các thiết bị cảnh báo sự

cố nhạy bén và tích hợp nhiều tính năng an toàn hiện đại

Có sự đa dạng trong lựa chọn kích thước, từ nhỏ đến lớn

Thiết kế tinh tế và sang trọng, đem lại tính thẩm mỹ cao

Thang máy trục vít tiết kiệm diện tích, chỉ cần ít hơn 1m² để lắp đặt và khôngyêu cầu hố pít, phòng máy hay giếng.

Tất cả các hãng sản xuất thang máy trục vít đều cung cấp chế độ bảo hành kéodài lên tới 36 tháng và bảo dưỡng miễn phí trong suốt thời gian đó

Nhược điểm của nền tảng nâng loại vít

Giá thành thường cao hơn so với thang máy sử dụng công nghệ ròng rọc.Tốc độ chậm hơn so với thang máy sử dụng công nghệ cáp kéo truyền thống.Tiêu thụ năng lượng lớn hơn so với thang máy sử dụng công nghệ ròng rọc.Thang máy này có độ khó trong việc bảo trì và sửa chữa cao hơn so với thangmáy sử dụng công nghệ ròng rọc

Tốc độ được giới hạn theo tiêu chuẩn Châu Âu để đảm bảo an toàn

Giá thành cao

Tóm lại, thang máy sử dụng nền tảng nâng loại vít có ưu điểm về tiết kiệm khônggian, khả năng vận chuyển số lượng lớn người hoặc hàng hóa một lúc và độ ổn địnhcao trong quá trình hoạt động Tuy nhiên, giá thành thường cao hơn, tốc độ chậm hơn

và tiêu thụ năng lượng lớn hơn so với thang máy sử dụng công nghệ ròng rọc So vớithang máy sử dụng công nghệ ròng rọc, thang máy này cũng đòi hỏi công tác bảo trì

và sửa chữa phức tạp hơn

6.6 Thang máy sử dụng công nghệ thủy lực

Ưu điểm

Khả năng vận hành ổn định và êm ái: Thang máy sử dụng công nghệ thủy lựcthường có khả năng vận hành ổn định và êm ái hơn so với các loại thang máykhác

Khả năng chịu tải lớn: Thang máy thủy lực có khả năng chịu tải lớn, nên có thểvận chuyển các vật liệu nặng hoặc nhiều người cùng một lúc

Tiết kiệm năng lượng: Thang máy sử dụng công nghệ thủy lực tiêu tốn ít nănglượng hơn so với các loại thang máy khác

Chi phí vận hành và bảo trì thấp: Thang máy sử dụng công nghệ thủy lựcthường có chi phí vận hành và bảo trì thấp hơn so với các loại thang máy khác

Độ chính xác không cao: Thang máy sử dụng công nghệ thủy lực có độ chínhxác không cao bằng các loại thang máy khác

6.7 Thang máy sử dụng công nghệ chân không :

Thang máy công nghệ chân không là một loại thang máy hiện đại sử dụngnguyên lý chênh lệch áp suất giữa phần dưới và trên của cabin thang máy để hoạt

động Tuy nhiên, do tính chất đặc biệt của công nghệ này, thang máy chân không cóthể đem lại một số rủi ro liên quan đến độ an toàn và đòi hỏi chi phí bảo trì và sửachữa cao hơn so với các loại thang máy truyền thống khác.

Thang máy chân không thường được sử dụng cho các công trình có số tầng dưới 6 vàđặc biệt phù hợp cho các không gian có diện tích hạn chế Với thiết kế độc đáo và sangtrọng, thang máy chân không thường được ưu tiên chọn làm phương tiện di chuyển vàtrang trí cho các căn biệt thự, shophouse, khu trung tâm thương mại và bệnh viện nhỏ.Điều này đặc biệt phù hợp với các công trình yêu cầu tính thẩm mỹ cao và không gian

di chuyển đơn giản, thuận tiện

Ưu điểm

Thời gian lắp đặt nhanh chóng: Việc lắp đặt thang máy công nghệ chân khôngkhông ảnh hưởng đến cấu trúc tổng thể của ngôi nhà, giúp tiết kiệm thời gian vàchi phí thi công

Tiết kiệm diện tích: Với thiết kế không cần hố pit và phòng máy, thang máychân không là giải pháp thông minh cho các công trình đã xây dựng và cải tạo.Tuy nhiên, do hiện tại loại thang máy này chỉ có tải trọng tối đa 280kg, nhưngkhông gian bên trong cabin được thiết kế trong suốt, tạo cảm giác rộng rãi vàthoải mái cho người sử dụng

Tiết kiệm năng lượng: Thang máy chân không sử dụng trọng lực để đưa cabin từtầng cao xuống tầng thấp hơn, giúp giảm thiểu chi phí điện năng tiêu thụ

Độ an toàn cao: Với thiết kế đặc biệt, trong trường hợp cúp điện đột ngột, thangmáy chân không có tính năng tự động hạ xuống tầng thấp nhất của tòa nhà và

mở cửa cho người sử dụng ra ngoài, đảm bảo an toàn tuyệt đối

Nhược điểm

Hạn chế về khả năng vận tải: Thang máy sử dụng công nghệ chân không có khảnăng vận tải nhỏ hơn nhiều so với thang máy truyền thống, chỉ có thể chứa tảitrọng từ 140kg đến 280kg và sức chứa từ 2 đến 4 người Nhiều loại thang máychân không không đủ không gian để vận chuyển người dùng xe lăn

Giới hạn số điểm dừng: Thang máy chân không chỉ phù hợp cho công trình từ 2đến 5 tầng Vì vậy, loại thang máy này không thể được sử dụng cho các tòa nhàcao tầng như các công ty, trường đại học, chung cư và những công trình có sốlượng tầng lớn

Chi phí sửa chữa và lắp đặt cao: Thang máy chân không được bán trên thịtrường Việt Nam đều là sản phẩm nhập khẩu, do đó giá thành cao hơn Bên cạnh

đó, ở Việt Nam có rất ít nhà phân phối loại thang này, dẫn đến thiếu nguyên vậtliệu và vật dụng để sửa chữa và bảo trì

7 Đánh giá và lựa chọn hệ thống thang máy với yêu cầu thực tiễn của dự án

Thang máy tải người được sử dụng phổ biến trong các công trình của các hộ giađình kinh doanh, khách sạn, nhà hàng, chung cư mini, và nhiều nơi khác Giá thànhcủa thang máy tải trọng càng lớn sẽ càng cao do sự khác biệt trong các trang thiết bị đi

kèm như công suất máy kéo, tải trọng của đối trọng, kích thước của cáp, ray, công suấtbiến tần, và nhiều yếu tố khác.

Với trọng lượng trung bình của mỗi người là 65kg, và mỗi lần di chuyển thangmáy tải được 15 người, nhóm của tôi đã chọn thang máy có tải trọng 1000kg Thôngthường, thang máy này có kích thước tối thiểu cho phép tải trọng và số lượng hànhkhách như sau:Chiều rộng cửa thang máy: tầm 1.5m

o Chiều sâu buồng thang: tầm 2.0m

o Chiều cao buồng thang: tầm 2.2m

o Kích thước tối thiểu của cánh cửa thang máy: 1.5m

o Đường kính trục thang máy: tầm 1.8m

o Chiều cao của trần thang máy: tầm 2.5m đến 3.0m

CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH VÀ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ TRONG MỘT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SƠ ĐỒ CẤU

TẠO.

1.Cấu tạo của thang máy.

Thang máy là một thiết bị đặc biệt giúp cho con người di chuyển dễ dàng vàthuận tiện trong các tòa nhà cao tầng Các thiết bị chính của thang máy gồm có động

cơ điện - tơi kéo, buồng thang, ray dẫn hướng đối trọng, ray dẫn hướng cabin, khung

chứa đối tượng, giảm chấn đối tượng, giảm chấn cabin, căng cáp, cửa tầng, cửa cabin,

tủ điện, bộ khống chế vượt tốc và các thiết bị điều khiển Tất cả các thiết bị của thangmáy được đặt trong giếng buồng thang (từ trần tầng cao nhất đến độ sâu của tầng 1),trong buồng máy (trên sàn tầng cao nhất) và hố buồng thang (dưới mức sàn tầng 1) Bốtrí các thiết bị của một thang máy rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạtđộng của thiết bị Ngoài các thiết bị chính, các hệ thống bảo vệ, kiểm soát và cảm biếncũng rất quan trọng trong việc đảm bảo an toàn khi sử dụng thang máy

Để hỗ trợ cho người sử dụng và những ai có nhu cầu lắp đặt thang máy,chúng tôi xin cung cấp thông tin về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thangmáy như sau:

Hố thang máy dùng để lắp đặt thang máy trong khoảng không gian trốngdọc theo chiều cao của công trình Thông thường, hố thang máy sẽ baogồm 2 phần chính đó là hố trên và hố dưới

Giếng thang là bộ phận của hố thang máy được đặt bên trên bao gồm raydẫn hướng cabin, các thiết bị hạng mục và các cơ cấu chính như cơ cấutay kéo, tay quay và các cơ cấu an toàn khác

Phòng máy là khu vực trên cùng của giếng thang máy, chứa đựng các thiết

bị điện và cơ khí cần thiết để điều khiển hoạt động của thang máy Ngoài

ra, phòng máy còn được trang bị các thiết bị an toàn để đảm bảo an toàncho người sử dụng

Hố Pit là phần hố thang máy nằm bên dưới mặt sàn tầng thấp nhất của tòanhà, bao gồm các thiết bị giảm chấn và các kết cấu đỡ nhằm đảm bảo an

toàn cho người sử dụng trong trường hợp thang máy không hoạt độngbình thường -Toàn bộ thiết bị cơ điện được lắp đặt trong giếng, phòngmáy và hố pit Chúng được bố trí sao cho an toàn và đảm bảo cho thangmáy hoạt động hiệu quả

Control Panel hay còn gọi là Hệ thống điều khiển thang máy là một tậphợp các thiết bị điện, điện tử được lập trình để đảm bảo thang máy hoạtđộng chính xác Thang máy tải khách sử dụng nguyên tắc điều khiển kếthợp, cho phép nó nhận đồng thời nhiều lệnh điều khiển hoặc gọi tầng.Điều này bao gồm các nút bên trong cabin để di chuyển đến các tầng cầnthiết, cũng như các nút ở cửa đáp để gọi cabin đến tầng cần thiết trong khicửa đóng Đèn tín hiệu được lắp ở các cửa chiếu nghỉ và bên trong cabin

để báo trạng thái làm việc của thang máy và vị trí của cabin

Thiết bị thang máy

Các thanh ray được sử dụng để hướng dẫn cabin và đối trọng di chuyểndọc theo trục thang máy Ray đảm bảo rằng cabin và đối trọng sẽ giữ vị tríthiết kế bên trong trục và không di chuyển theo chiều ngang trong quátrình di chuyển Các ray dẫn hướng cũng phải đủ cứng để hỗ trợ trọnglượng của toa xe và đối trọng, cùng với các bộ phận tải trọng động, khiphanh an toàn được kích hoạt (trong trường hợp đứt cáp hoặc nếu toa xeđang di chuyển với tốc độ cao hơn tốc độ cho phép)

Động cơ kéo thường được lắp đặt trong phòng máy ở đầu trục hoặc trong

hố Mô tơ kéo là bộ phận truyền động của hộp số giảm tốc, làm quay puli

để nâng hạ cabin Động cơ kéo được kết nối với cabin và đối trọng thôngqua các sợi dây tời, qua hệ thống puli ma sát của động cơ và các puli trên

hệ thống treo của cabin và đối trọng Khi mô tơ kéo hoạt động, các puli

ma sát quay và truyền chuyển động đến các dây tời làm cho cabin và đốitrọng di chuyển lên hoặc xuống dọc theo trục Động cơ kéo là bộ phậnquan trọng ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng hoạt động của thangmáy, nó được điều chỉnh sao cho phù hợp với hoạt động của thang máy.Động cơ kéo thang máy được trang bị phanh để giữ cho cabin đứng yêntrên các tầng Bộ phanh này bao gồm hai má phanh kẹp lấy tang phanh,được gắn đồng trục với trục động cơ Quá trình đóng mở phanh được điềukhiển nhịp nhàng để đồng bộ với hoạt động của động cơ

Ngoài ra, thang còn được trang bị bộ hạn chế tốc độ, được kết nối với hệthống tay đòn hãm an toàn và bộ căng dây hạn chế tốc độ Nếu cáp bộđiều tốc bị đứt hoặc trượt do puly không đủ ma sát, bộ điều tốc sẽ tácđộng vào phanh an toàn để dừng xe nằm yên trên ray dẫn hướng trong hố.Một số thang máy cũng được trang bị phanh an toàn và bộ giới hạn tốc độđối trọng

Thiết bị cơ điê œn thang máy

Bộ hạn chế tốc độ là một bộ phận an toàn được thiết kế để đảm bảo rằngkhi vận tốc của thang máy vượt quá mức cho phép do một nguyên nhân

nào đó, cơ cấu khống chế sẽ được kích hoạt để cắt điều khiển động cơ và

bộ Hãm bảo hiểm sẽ được kích hoạt để đảm bảo an toàn

Để đảm bảo an toàn trong trường hợp cabin hoặc đối trọng vượt quá vị tríđặt công tắc hạn chế hành trình cuối cùng, giảm chấn được lắp đặt dướiđáy hố thang để dừng và hỗ trợ cabin và đối trọng Chiều cao của giảmchấn phải đủ lớn để đảm bảo khoảng thông thoáng cần thiết bên dưới chokhi cabin hoặc đối trọng tỳ lên nó, gia tốc dừng không vượt quá giới hạn

an toàn được quy định trong tiêu chuẩn và đồng thời đảm bảo an toàn choquá trình sửa chữa

Các cửa của cabin và tầng thường là loại cửa lùa về một hoặc hai bên, chỉ

mở khi cabin dừng chính xác trước cửa tầng thông qua cơ chế đóng/mởcửa được đặt trên nóc cabin Cửa toa và cửa thang được trang bị khóa liênđộng và tiếp điểm điện đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành thang Động cơ mở cửa là động cơ DC hoặc AC, kết hợp với lực mở cửa tầng sẽtạo ra lực mở cửa xe Khi xe dừng đúng tầng, rơle thời gian sẽ đóng mạchđiều khiển mô tơ mở cửa và hoạt động theo quy luật nhất định, đảm bảothao tác đóng/mở êm ái, tránh va chạm.Nếu có vật hoặc người bị kẹp giữacửa tầng đang đóng, cửa sẽ tự động mở ra nhờ bộ phận đặc biệt ở gờ cửađược gắn phản hồi với động cơ thông qua hệ thống điều khiển (ControlPanel)

Thang máy sẽ không hoạt động nếu một trong các tiếp điểm không đượcđóng hoàn toàn hệ thống khóa liên động

Trong hố thang máy

Cabin và đối trọng: Cabin đóng vai trò quan trọng trong hoạt động củathang máy, là nơi vận chuyển người hoặc hàng hoá lên xuống các tầng Đểđảm bảo hoạt động ổn định của cabin, bất kể có tải hay không tải, chúng

ta sử dụng một đối trọng có chuyển động đồng phẳng với cabin nhưngngược hướng

Hệ thống treo được sử dụng để treo cabin và đối trọng lên hai đầu cápnâng, đảm bảo sức căng như nhau trên từng nhánh cáp riêng lẻ Để thựchiện chuyển động, dây cáp được kéo qua các rãnh dây của con lăn ma sátnối với động cơ kéo Trong quá trình di chuyển, cabin và đối trọng đượchướng dẫn bởi các ngàm dẫn hướng và tựa trên các ray dẫn hướng tronggiếng thang Để đảm bảo chuyển động êm nhẹ và chính xác, cabin, đốitrọng, và việc sang số được điều phối theo một chuyển động nhịp nhàng

do động cơ kéo thiết lập Tất cả các thành phần này được sắp xếp trongcùng một mặt phẳng để đảm bảo chuyển động mượt mà và không gâyrung giật

Cabin cần có kích thước phù hợp và được thiết kế với tính thẩm mỹ cao,đồng thời cần trang bị đầy đủ các tiện nghi như ánh sáng, điều hòa khôngkhí, quạt gió, âm thanh và panel điều khiển để mang lại sự thoải mái vàthuận tiện cho hành khách khi sử dụng thang máy Ngoài ra, các thiết bịphụ trợ như còi, hệ thống liên lạc nội bộ, cảm biến chuyển động và các

bảng điều khiển khác được lắp đặt trong cabin nhằm mang đến cho hànhkhách trải nghiệm tốt nhất.

2 Nguyên lý vận hành của hệ thống thang máy

Khi khách nhấn nút gọi tầng sẽ phát tín hiệu điều khiển, tín hiệu này đượctruyền đến hệ thống điều khiển thang máy Hệ thống điều khiển tiếp nhận và xử lý tínhiệu sau đó điều khiển mô tơ quay và mô tơ truyền lực kéo của cabin thang máy đến vịtrí nhận tín hiệu điều khiển Khi thang máy đến vị trí gọi tầng, thang máy dừng và mởcủa Khi thang máy đóng lại, hành khách ấn nút gọi tầng, tín hiệu điều khiển sẽ đượcgửi đến bộ vi xử lý – bộ điều khiển trung tâm, phân tích xem tầng nào gần nhất, tầngnào xa nhất, điều khiển động cơ kéo cabin, đồng thời khi di chuyển tới một tầng khácthì nó sẽ chuyển động với vận tốc v1, sau đó mới tăng tốc lên vận tốc v2 Khi gần đếntầng cần dừng thì vận tốc sẽ giảm từ v2 xuống v1 và cuối cùng là dừng lại ở tầng đó.Các loại thang máy hiện đại, bao gồm cả thang máy chở khách và hàng, đều đượctrang bị các bộ phận an toàn để điều khiển tốc độ và quá trình hoạt động của thangmáy một cách hiệu quả Nhờ vào các thiết bị an toàn này, thang máy ngày nay hoạtđộng một cách an toàn và tránh được các sự cố như rơi tự do, chạy vượt tốc, kẹt cửakhi có người sử dụng hoặc mở cửa khi không có cabin

3 Xác định các thông số thiết kế trong một hệ thống điều khiển

3.1 Yêu cầu về chất lượng điều khiển

a) Yêu cầu về chất lượng thang máy

Bên cạnh các yêu cầu về độ tin cậy và an toàn làm việ với các thang máycòn thêm một số yêu cầu sau:

Độ chính xác dừng cabin ở mỗi tầng

Sự giới hạn trị số tăng tốc và hãm máy khi mở máy và dừng cabin Không ồn khi làm việc và không gây nhiễu cho sự thu vô tuyến b) Độ chính xác dừng cabin ở mỗi tầng

Độ chính xác dừng cabin là hiệu số các cao trình sàn cabin và sàn tầng màcabin dừng tại đó Ngưỡng tạo ra do độ không chính xác dừng cabin sẽ gây nguyhiểm cho hành khách và khó khăn cho việc chất tải và dỡ tải cabin đối với cácthang máy nâng hàng

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5744 – 1993, độ chính xác dừng cabin

ở mỗi điểm dừng phải đảm bảo trong giới hạn 20 mm đối với thang máy bệnhviện, thang máy chất tải bằng xe, và 50 mm đối với các thang máy khác Độchính xác dừng cabin phụ thuộc vào tốc độ di động của cabin Có thể coi mộtcách gần đúng là độ chính xác dừng cabin lớn nhất là 20 mm ứng với tốc độ giớihạn của cabin là 0.15 – 0.2 m/giây, còn độ chính xác dừng cabin là 50 mm ứngvới tốc độ cabin không quá 0.7 m/giây

c) Sự giới hạn trị số tăng tốc và hãm máy khi mở máy và dừng cabin

Để tăng năng suất thang máy cần sử dụng gia tốc lớn hơn trong thời kỳ mở máy

và dừng cabin Điều này đặc biệt cần thiết trong các thang máy của các tòa nhà caotầng làm việc với chế độ nặng

Theo nghiên cứu số liệu hiện có thì gia tốc nguy hiểm đối với sức khỏe là vớitốc độ khoảng 40 – 50 m/giây, ở gia tốc này hành khách có cảm giác khó chịu (nhưchóng mặt, cảm giác sợ hãi, ) Khi chọn trị số gia tốc cũng cần chú ý đến đối t ợngƣtuổi tác và trạng thái sức khỏe của hành khách (người bệnh, người già, ) Người tathường lấy trị số gia tốc không quá 2.5 m/s2

Theo quy phạm an toàn, trị số gia tốc giới hạn đ ợc ấn định tùy thuộc vào tốcƣ

độ chuyển động của cabin thang máy (v) Khi tốc độ chuyển động của cabin đến 1m/giây thì gia tốc không được vượt quá 1.50 m/s2, khi cabin chuyển động với tốc độlớn hơn thì gia tốc không được vượt quá 2 m/giây2 Trong trường hợp có sự cố (cabinđang bị giữ lại trên bộ hãm bảo hiểm cơ khí) thì cho phép tăng gia tốc hãm cabin tới

25 m/s2

d) Không ồn khi làm việc và không gây nhiễu cho sự thu vô tuyến

Khi chế tạo và lắp đặt các khí cụ, các cơ cấu thang máy cần phải chú ý để loại

bỏ tiếng ồn và nhiễu Mức độ về c ờng độ ồn, giới hạn cho phép trong các gianƣnhà, nơi có lắp đặt thang máy khi làm việc theo điều kiện kỹ thuật thiết kế thang máy

đ ợc ƣ cho trong Bảng 4.3 Khả năng cách âm của các t ờng buồng máy cần phảiƣkhông thấp hơn 50 dB, còn khả năng cách âm của cửa ra vào không d ới 35 dB.ƣ

Mức độ cường độ ồn cho phép

(dB)Tần số thấp Trong khoảng

3 Cơ quan, nhà ăn, nhà hàng, nhà hát 50 40

Bảng 2.2 Mức độ cường độ ồn cho phép khi thang máy làm việc

3.2 Yêu cầu về hệ thống thang máy

Theo TCVN 6396-20:2017 ta

có:

a)Yêu cầu chung

Các thang máy chở ng ời và chở hàng phải tuân theo các yêu cầu về an toànƣ

và hoặc các biện pháp bảo vệ theo các điều d ới đây Ngoài ra các thang máy chởƣ

ng ời ƣ và thang máy chở hàng phải đ ợc thiết kế theo các nguyên tắc trong ISOƣ

12100 đối với các mối nguy hiểm tương tự nhưng không đáng kể để phải giải quyếttrong tiêu chuẩn này (ví dụ cạnh sắt)

Tất cả các nhãn, biển thông báo, ký hiệu và h ớng dẫn hoạt động phải đ ợcƣ ƣgắn cố định, không thể tẩy xóa, dễ đọc và dễ hiểu Chúng phải được làm từ vật liệu

đủ bền, đ ợc đặt ở vị trí dễ nhìn, và đ ợc viết bằng ngôn ngữ công nhận ở quốc giaƣ ƣnơi thang máy đ ợc lắpƣ đặt

b) Bố trí thiết bị thang máy

Thiết bị của thang máy phải được đặt trong giếng thang, buồng máy hoặc buồng puli Trong trường hợp nhiều bộ phận của thang máy được đặt trong cùngmột buồng máy hoặc buồng puli, chúng phải được phân biệt bằng số, ký tự hoặc màu sắc thống nhất cho tất cả các bộ phận như máy dẫn động, bộ điều khiển, bộ khống chế vượt tốc, các công tắc, và các thiết bị khác

c) Yêu cầu về thoát hiểm

Nếu không có phương tiện cứu hộ nào đ ợcƣ trang bị cho ng ờiƣ bị kẹt tronggiếng thang thì các thiết bị kích hoạt báo động cho các hệ thống báo động, theoTCVN 6396- 28 (EN 81-28), phải đ ợc lắp đặt ở những nơi xuất hiện rủi ro mắc kẹtƣ

và có thể được vận hành từ (các) không gian lánh nạn

Nếu rủi ro bị mắc kẹt ở khu vực bên ngoài giếng thang thì những rủi ro như thếnày nên đ ợc thỏa thuận với chủ tòa nhà.ƣ

d) Buồng máy và buồng puli

Để bảo vệ các không gian và khu vực làm việc liên quan đến bảo trì, kiểm tra

và cứu hộ, cần đảm bảo môi trường an toàn Các bảng thông báo nên được cài đặt đểgiúp nhận biết dễ dàng các công tắc nguồn và đèn Nếu các bộ phận vẫn còn dư điệnsau khi công tắc nguồn đã bị tắt, cần đặt bảng thông báo để nhắc nhở Tại buồngmáy, tủ máy, hoặc các bảng điều khiển cho các hoạt động khẩn cấp và kiểm tra, cầncung cấp các hướng dẫn chi tiết để sử dụng trong trường hợp thang máy bị hỏng,đặc biệt là về việc sử dụng thiết bị cứu hộ và chìa khóa mở cửa

3.3 Yêu cầu về môi trường.

Các tòa nhà hiện nay cần tiết kiệm năng lượng để đáp ứng nhu cầu nănglượng ngày càng tăng Quyết định của chúng ta hôm nay sẽ ảnh hưởng đếntương lai của các thành phố Vì vậy, phát triển đô thị cần dựa trên tư duy tầmnhìn và tập trung vào tính bền vững để bảo vệ lợi ích của các thế hệ sau.Chúng ta đã có các sản phẩm và công nghệ để thực hiện điều này, thách thứclớn nhất là nâng cấp các tòa nhà hiện có một cách nhanh chóng hơn ÔngPeter Walker, CEO của công ty Thang máy TK Elevator, cho biết rằng giaiđoạn sản xuất và sử dụng thang máy có tác động lớn nhất đến môi trường,cùng với giai đoạn cuối cùng của vòng đời khi các thành phần thép được táichế Đây là giai đoạn quan trọng thứ ba trong vòng đời của thang máy và cótính ảnh hưởng lớn tới môi trường.

Hình 2.3 Vòng đời thang máy

a) Hiệu quả tiết kiệm năng lượng

Thang máy là một trong những thiết bị sử dụng năng lượng lớn nhấttrong các tòa nhà., chiếm khoảng 10% tổng lượng điện năng tiêu thụ của toàn

bộ tòa nhà Vì vậy, để đảm bảo an toàn và đáp ứng nhu cầu sử dụng của conngười, hệ thống thang máy phải sử dụng một lượng lớn điện năng Tuy nhiên,hạn chế sử dụng năng lượng có thể giảm thiểu lượng khí thải và ảnh hưởngxấu đến môi trường Thang máy xanh có khả năng giảm tiêu thụ năng lượngtối đa lên đến 50% so với các mô hình truyền thống Chúng được trang bị Bộđiều khiển năng lượng tái tạo giúp tiết kiệm năng lượng hơn Điều này đượcđạt được bằng cách cắt giảm tiêu thụ điện năng trong quá trình chờ, sử dụngđèn LED và vận hành hiệu quả Ví dụ, các mẫu thang máy được thiết kế chothị trường Nhật Bản có khả năng vận chuyển tải trọng lên đến 1.000 kg vớitốc độ 105m/phút