ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ THANG MÁY 4 TẦNG DÙNG PLC MISUBISHI

THIẾT KẾ THANG MÁY 4 TẦNG DÙNG PLC MISUBISHI bài đã chỉnh sửa căn lề có thể đem nộp,đồ án có đủ sản phẩm,code,powpoint thuyết trình

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THANG MÁY

Tổng quan về thang máy

Hình 1.1: Hình vẽ thang máy

Thang máy là một thiết bị nâng phục vụ những tầng xác định có cabin với kích thước và kết cấu phù hợp để chở người và chở hàng, di chuyển theo các ray thẳng đứng hoặc nghiêng không quá 15 0 so với phương thẳng đứng.

Các bộ phận chính của thang máy là:

- Cabin trong đó chứa người hoặc hàng hóa Cabin chuyển động trên các dẫn hướng thẳng đứng nhờ có các bộ guốc trượt lắp chặt vào cabin.

- Cáp nâng trên đó có treo cabin được quấn vào tang hoặc vắt qua puli dẫn cáp của bộ tời nâng Khi dùng puli dẫn cáp thì sự nâng cabin là do lực ma sát giữa cáp và vành puli dẫn cáp Trọng lượng của cabin và một phần trọng lượng vật nâng được cân bằng bởi đối trọng treo trên các dây cáp đi ra từ puli dẫn cáp hoặc từ tang (khi bộ tời có tang quấn cáp). Để an toàn, cabin được lắp trong giếng thang Phần trên của giếng thang thường bố trí buồng máy Trong buồng máy có lắp bộ tời và các khí cụ điều khiển chính (tủ phân phối, trạm từ, bộ hạn chế tốc độ…) Phần dưới của giếng thang có bố trí các bộ giảm chấn cabin và giảm chấn đối trọng để cabin tập kết trên đó trong trường hợp cabin di chuyển quá vị trí làm việc cuối cùng (khi cabin ở vị trí giới hạn trên cùng thì đối trọng tập kết trên giảm chấn) Ở phần trên cùng và dưới cùng của giếng thang có lắp các bộ hạn chế hành trình để hạn chế hành trình làm việc của cabin.

- Để tránh rơi cabin khi bị đứt cáp hoặc khi bị hỏng cơ cấu nâng, trên cabin có lắp bộ hãm bảo hiểm Trong trường hợp này thì thiết bị kẹp của nó sẽ kẹp vào các dẫn hướng và giữ chặt cabin Đa số trường hợp thì các bộ hãm bảo hiểm được dẫn động từ một cáp phụ, cáp này vắt qua puli của bộ hạn chế tốc độ kiểu ly tâm Khi tốc độ cabin tăng cao hơn giới hạn nhất định thì bộ hạn chế tốc độ sẽ phanh puli và làm dừng cáp phụ.

Việc mở máy thang máy được tiến hành bằng cách ấn lên tay đòn của khí cụ điều khiển lắp trong cabin (ở thang máy điều khiển bằng tay đòn) hoặc bằng cách ấn lên nút ấn của tầng tương ứng (ở thang máy điều khiển bằng nút ấn) Trong sự điều khiển bằng tay đòn thì việc dừng cabin ở 1 tầng nhất định được tiến hành do người điều khiển thang máy, còn điều khiển bằng nút ấn thì việc dừng cabin được tiến hành tự động Trong cả hai hệ thống đều có trang bị thêm những thiết bị phụ để dừng động cơ khi gặp phải sự cố hoặc khi có khả năng bị mất an toàn trong sử dụng thang máy(khi cửa cabin và cửa tầng đang mở ,cabin đang được giữ bởi bộ hãm bảo hiểm …)

Phân loại thang máy

Thang máy được phân loại theo các nguyên tắc và đặc điểm sau:

 Phân loại thang máy theo công dụng

Theo tiêu chuẩn Việt nam TCVN: 5744-1993 tùy thuộc vào công dụng các thang máy được phân thành 5 loại sau:

- Loại 1: Thang máy thiết kế cho việc chuyên chở người.

- Loại 2: Thang máy thiết kế chủ yếu để chuyên chở người nhưng có tính đến hàng hóa mang kèm theo người.

- Loại 3: Thang máy thiết kế chuyên chở giường (băng ca) dùng trong các bệnh viện.

- Loại 4: Thang máy thiết kế chủ yếu để chuyên chở hàng hóa nhưng thường có người đi kèm theo.

- Loại 5: Thang máy điều khiển ngoài cabin chỉ dùng để chuyên chở hàng, loại này khi thiết kế cabin phải khống chế kích thước để người không thể vào được.

 Phân loại thang máy theo phương pháp dẫn động a) b)

Hình 1.2: Thang máy dẫn động điện có bộ tời đặt phía dưới. a) Cáp treo trực tiếp vào cabin giếng thang b) Cáp vòng qua đáy cabin a/ Thang máy dẫn động điện

Loại này dẫn động cabin lên xuống nhờ động cơ điện truyền qua hộp giảm tốc tới puly ma sát hoặc tang cuốn cáp Chính nhờ cabin được treo bằng cáp mà hành trình lên xuống của nó không bị hạn chế. b/ Dẫn động nhờ xi lanh thủy lực a) b)

Hình 1.3: Hình vẽ thang máy dẫn động bằng xi lanh thủy lực Đặc điểm của thang máy này là cabin được đẩy từ dưới lên nhờ pittông- xylanh thủy lực nên hành trình bị hạn chế Hiện nay thang máy thủy lực với hành trình tối đa là khoảng 18m, vì vậy không thể trang bị cho các công trình cao tầng, mặc dù kết cấu đơn giản, tiết diện giếng thang nhỏ hơn khi có cùng tải trọng so với dẫn động cáp, chuyển động êm , an toàn, giảm được chiều cao tổng thể của công trình khi có cùng số tầng phục vụ, vì buồng máy đặt ở tầng trệt. c/ Dẫn động nhờ vis-đai ốc

Các trục vít được sử dụng trước đây trong các thang nâng ở xưởng máy là nhờ có truyền đông cơ khí, do giá thành cao và hiệu suất thấp nên trong các thang nâng hiện nay chúng rất ít được sử dụng Chỉ sử dụng chủ yếu khi chiều cao nâng không lớn (chẳng hạn như các thang nâng toa xe lửa)

Hình 1.4: Sơ đồ thang máy dẫn động bằng vít đai ốc. d/ Dẫn động nhờ khí nén

 Theo vị trí đặt bộ tời Đối với thang máy điện: thang máy có bộ tời kéo đặt phía trên giếng thang (hình 1.1 a, 1.1 b), đặt phía dưới giếng thang (hình 1.2a, 1.2b). Đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bằng bánh răng thanh răng thì bộ tời dẫn động đặt ngay trên nóc cabin. Đối với thang máy thủy lực buồng máy đặt tại tầng trệt (hình 1.3a, 1.3b)

 Theo hệ thống vận hành a/ Theo mức độ tự động:

- Loại tự động b/ Theo tổ hợp điều khiển:

- Điều khiển theo nhóm c/ Theo vị trí điều khiển:

- Điều khiển cả trong và ngoài cabin

 Theo các thông số cơ bản a/ Theo tốc độ di chuyển của cabin:

- Loại tốc độ trung bình v = 1 ÷ 2,5 m/s

- Loại tốc độ rất cao v > 4 m/s b/ Theo khối lượng vận chuyển của cabin:

 Theo kết cấu các cụm cơ bản a/ Theo kết cấu của bộ tời kéo (hình 1.5 a,b)

- Bộ tời kéo có hộp giảm tốc

- Bộ tời kéo không có hộp giảm tốc: thường dùng cho các loại thang máy có tốc độ cao (v > 2,5 m/s).

- Bộ tời kéo sử dụng động cơ một tốc độ, hai tốc độ, động cơ điều chỉnh vô cấp.

- Bộ tời kéo có puly ma sát hoặc tang cuốn cáp để dẫn động cho cabin lên xuống.

+ Loại có puly ma sát (hình 1.1 a, b) khi puly quay kéo theo cáp chuyển động là nhờ ma sát sinh ra giữa rãnh ma sát puly và cáp Loại này đều phải có đối trọng.

+ Loại có tang cuốn cáp, khi tang cuốn cáp hoặc nhả cáp kéo theo cabin lên hoặc xuống Loại này có hoặc không có đối trọng. a) b)

Hình 1.5: Bộ tời a) Có hộp giảm tốc b) Không có hộp giảm tốc b/ Theo hệ thống cân bằng:

- Có cáp hoặc xích cân bằng dùng cho những thang máy có hành trình lớn.

- Không có xích hoặc cáp cân bằng. c/ Theo cách treo cabin và đối trọng:

- Treo trực tiếp vào dầm trên của cabin ( hình 1.1 b)

- Có palăng cáp (thông qua các puly trung gian) vào dầm trên của cabin ( hình 1.2 a, 1.2 b).

- Đẩy từ phía dưới đáy cabin lên thông qua puly trung gian. d/ Theo hệ thống cửa cabin:

- Phương pháp đóng mở cửa cabin

+ Đóng mở bằng tay Khi cabin dừng đúng tầng thì phải có người ở trong hoặc ở ngoài cửa tầng mở và đóng cửa cabin và cửa tầng

+ Đóng mở nửa tự động (bán tự động) Khi cabin dừng đúng tầng thì cửa cabin và cửa tầng tự động mở, khi đóng phải dùng bằng tay hoặc ngược lại.

Cả hai loại này dùng cho các thang máy chở hàng có người đi kèm, thang chở hàng không có người đi kèm hoặc thang máy dùng cho nhà riêng.

+ Đóng mở cửa tự động Khi cabin dùng đúng tầng thì cửa cabin và cửa tầng tự động mở và đóng nhờ một cơ cấu đặt ở cửa cabin Thời gian và tốc độ đóng, mở điều chỉnh được.

- Theo kết cấu cửa cabin:

+ Cánh cửa dạng cửa xếp lùa về một phía hoặc hai phía.

+ Cánh cửa dạng tấm (panen) đóng, mở bản lề một cánh hoặc hai cánh.

Hai loại cửa này thường dùng cho thang máy chở hàng có người đi kèm hoặc không có người đi kèm Hoặc thang máy dùng cho nhà riêng.

+ Cánh cửa dạng tấm (panen), hai cánh mở chính giữa lùa về hai phía Đối với thang máy có tải trọng lớn, cabin rộng, cửa cabin có bốn cánh mở chính giữa lùa về hai phía (mỗi bên hai cánh) Loại này thường dùng cho thang máy có đối trọng đặt ở phía sau cabin.

+ Cánh cửa dạng tấm (panen), hai hoặc ba cánh mở một bên, lùa về một phía. Loại này thường dùng cho thang máy có đối trọng đặt bên cạnh cabin (thang máy chở bệnh nhân).

+ Cánh cửa dạng tấm (panen), hai cánh mở lùa về hai phía trên và dưới (thang máy chở thức ăn).

+ Cánh cửa dạng tấm (panen), hai hoặc ba cánh mở lùa về một phía trên Loại này thường dùng cho thang máy chở ôtô và thang máy chở hàng.

+ Thang máy có một cửa.

+ Hai cửa đối xứng nhau.

+ Hai cửa vuông góc với nhau.

- Theo loại bộ hãm an toàn cabin:

+ Hãm tức thời, loại này thường dùng cho thang máy có tốc độ thấp đến 45 m/ph.

+ Hãm êm, loại này thường dùng cho thang máy có tốc độ lớn hơn 45 m/ph và thang máy chở bệnh nhân.

 Theo vị trí của cabin và đối trọng giếng thang

- Đối trọng bố trí phía sau (hình 1.5 a)

- Đối trọng bố trí một bên (hình 1.5 b)

Trong một số trường hợp đối trọng có thể bố trí ở một vị trí khác mà không dùng chung giếng thang với cabin. a) b)

Hình 1.6: Mặt cắt ngang giếng thang a) Giếng thang có đối trọng bố trí phía sau b) Giếng thang có đối trọng bố trí một bên

 Theo quỹ đạo di chuyển của cabin

- Thang máy thẳng đứng là loại thang máy có cabin di chuyển theo phương thẳng đứng, hầu hết các loại thang máy đang sử dụng thuộc loại này.

- Thang máy nghiêng, là loại thang máy có cabin di chuyển nghiêng một góc so với phương thẳng đứng.

Lựa chọn phương án thiết kế

Phân tích các phương án và chọn lựa phương án thiết kế a/ Dẫn động bằng xilanh thủy lực:

Thường được sử dụng trước đây trong các thang máy chở người với độ cao nâng lên đến 3-4 tầng Loại này hiện nay ít được sử dụng vì có nhiều nhược điểm như giá thành cao do các xi lanh thuỷ lực cần phải được chế tạo với độ chính xác rất cao, và do xi lanh thủy lực trong thang máy làm việc với áp suất rất cao nên dễ bị rò rỉ dầu và đòi hỏi cần phải bảo dưỡng thường xuyên Thang máy được dẫn động nhờ xi lanh thủy lực chỉ còn được sử dụng trong một số thang nâng chuyên dùng cỡ nhỏ.b/ Dẫn động bằng cáp:

Có hai loại: dùng tang cuốn cáp và puly dẫn cáp

- Tang cuốn cáp: nhược điểm chính của bộ tời dùng tang cuốn cáp là kích thước tang lớn ít phù hợp với chiều cao nâng lớn và thường bị đứt cáp nâng trong trường hợp các bộ ngắt hành trình bị hỏng cabin đi ra khỏi vị trí giới hạn trên cùng và đập vào trần giếng thang Hiện nay được dùng rất hạn chế và chỉ dùng cho thang máy chở hàng có chiều cao nâng không lớn và tải trọng nâng lớn Tuy nhiên, vì một lý do nào đó mà không thể sử dụng đối trọng trong hệ thống truyền – dẫn động thang máy thì việc sử dụng bộ tời kéo dùng tang cuốn cáp là tất yếu.

- Puly dẫn cáp :bộ tời có puly dẫn cáp rất chắc chắn Kích thước của nó thực tế không phụ thuộc vào chiều cao nâng Trong nhiều trường hợp, puly dẫn cáp có thể lắp trên trục ra của hộp giảm tốc nên dễ dàng tháo lắp, tốn ít công sức khi cần tháo lắp các puly bị mòn.

Bộ tời có puly dẫn cáp có thể đặt ở trên hoặc ở dưới.

+ Bộ tời đặt ở phía dưới: giảm được tiếng ồn phát sinh khi thang máy làm việc. Nhưng sơ đồ này sẽ làm tăng tải trọng tác dụng lên giếng thang cũng như làm tăng chiều dài cáp nâng và làm tăng số điểm uốn của cáp, làm cho cáp mau bị mòn Do đó kiểu bố trí bộ tời như thế này chỉ sử dụng trong những trường hợp khi mà buồng máy không thể bố trí được ở phía trên giếng thang và khi có yêu cầu cao về cần giảm độ ồn khi thang máy làm việc a, b,

Hình 1.7: Bộ tời đặt phía dưới

+ Bộ tời đặt ở trên: Khắc phục được những nhược điểm của loại thang mà buồng máy đặt ở phía dưới như: tải trọng tác dụng lên toà nhà nhỏ hơn, chiều dài cáp ngắn hơn, số puly ít hơn, do đó làm tăng hiệu suất truyền động và làm giảm bớt chi phí, vì vậy trừ các trường hợp đặc biệt thì hầu hết các thang máy đều có buồng máy đặt ở phía trên đỉnh giếng thang. a) b) c) d)

Hình 1.8: Bộ tời đặt phía trên

Với thang máy có bộ tời đặt ở trên thì có một số kiểu mắc cáp như (hình 1.8 a, 1.8 b, 1.8 c, 1.8 d)

Sơ đồ 1.8c là sơ đồ mắc cáp đơn giản nhất nhưng khi kích thướt cabin lớn thì khó có thể bố trí theo dạng này, để khắc phục ta sử dụng sơ đồ 1.6d khi cần gia tăng khoảng cách giữa cabin và đối trọng

Sơ đồ 1.7a là sơ đồ mắc cáp dùng cho các thang máy có tải trọng nâng lớn vì trong sơ đồ này cả cabin và đối trọng đều được treo trên hai nhánh cáp do đó ta sẽ được lợi về lực, sẽ giảm được tải trọng tác dụng lên bộ tời của thang máy.

Sơ đồ 1.7b là sơ đồ dùng cho các thang máy có độ cao nâng trên 40-50 mét vì ở độ cao nâng lớn như vậy thì trọng lượng của cáp nâng chiếm một phần đáng kể tải trọng chung tác dụng lên thang máy do đó cần có thêm cáp cân bằng để trọng lượng của chúng sẽ cân bằng với trọng lượng các cáp treo cabin và treo đối trọng.

Kết cấu buồng thang (cabin) và đối trọng

Cabin là bộ phận mang tải của thang máy, cabin phải có kết cấu sao cho có thể tháo rời nó ra thành từng bộ phận để có thể lắp đặt nó vào trong giếng thang Theo cấu tạo cabin gồm hai phần: kết cấu chịu lực (khung cabin) và các vách che tạo thành buồng cabin

Khung cabin bao gồm khung đứng 1 và khung ngang 2 liên kết với nhau bằng bulông Khung đứng 1 được tạo thành từ hai thanh đứng chế tạo bằng thép góc đều cạnh và dầm trên, dầm dưới chế tạo bằng thép dập hình chữ U Khung ngang 2 được chế tạo bằng thép góc đều cạnh, trên đó có lắp sàn cabin Dầm trên của khung đứng liên kết với hệ thống treo cabin 5, đảm bảo cho các cáp treo cabin có độ căng như nhau Cabin có kích thước lớn thì khung đứng và khung ngang liên kết với nhau bằng thanh giằng 8 Trên khung cabin có lắp hệ thống tay đòn 7 và các nêm 3 của bộ hãm bảo hiểm Hệ tay đòn 7 liên hệ với cáp của bộ hạn chế tốc độ qua bộ phận kẹp cáp 6 để tác động lên bộ hãm bảo hiểm dừng cabin tựa trên ray dẫn hướng khi tốc độ hạ cabin vượt quá giá trị cho phép

Tại đầu các dầm trên và dầm dưới của khung đứng có lắp các guốc trượt dẫn hướng 4 để đảm bảo cho cabin chạy dọc theo ray dẫn hướng.

1 Khung đứng 2 Khung ngang 3 Nêm 4 Guốc trượt

5 Hệ thống treo 6 Kẹp cáp 7 Hệ thống tay đòn 8 Thanh giằng

1.4.2 Đối trọng Để giảm công suất của động cơ và tải trọng tác dụng lên bộ tời cũng như duy trì ma sát dây cáp và bánh ma sát thì người ta sử dụng đối trọng Đối trọng và cabin được nối với nhau trên cùng 1 dây cáp.

Trọng lượng của đối trọng được xác định theo công thức 1.1 dt cab

Trong đó: Q: trọng lượng tối đa của vật nâng

G cab : trọng lượng cabin. ψ : hệ số cân bằng trọng lượng vật nâng.

Nếu trọng lượng đối trọng cân bằng hoàn toàn với trọng lượng cabin và tải trọng nâng thì khi nâng, hạ cabin đầy tải, động cơ chỉ cần khắc phục lực cản ma sát và lực quán tính, nhưng khi không tải thì động cơ phải khắc phục thêm lực cản đúng bằng tải trọng nâng Q để hạ cabin (hoặc nâng đối trọng) Vì vậy mà người ta chọn đối trọng với hệ số cân bằng ψ sao cho lực cần thiết để nâng cabin đầy tải bằng lực để hạ cabin không tải.

Cấu tạo của đối trọng bao gồm: Khung đối trọng và các tấm đối trọng Khung đối trọng được chế tạo bằng thép hình chữ U, được ghép lại bằng mối ghép bulông. Kích thước đối trọng về độ cao nên chọn sao cho phù hợp để lắp đặt các tấm đối trọng một cách thuận lợi Cũng như ở cabin, trên khung đối trọng có lắp các bộ guốc trượt dẫn hướng trượt theo các dẫn hướng trong giếng thang

Các tấm đối trọng được chế tạo bằng bêtông có khối lượng 30 kg, đây là trọng lựơng phù hợp để người công nhân có thể lắp đặt dễ dàng Các tấm đối trọng có vấu lồi, nhờ đó mà chúng được giữ trên khung.

Bộ tời thang máy

Hiện nay trong các thang máy người ta sử dụng hai loại tời:

- Loại không có hộp giảm tốc: puli dẫn cáp được lắp trực tiếp trên trục động cơ (tời thang máy cao tốc).

- Loại có hộp giảm tốc: ở đó giữa động cơ và puli dẫn cáp hoặc tang có lắp bộ truyền phụ.

Dưới đây là sơ đồ của một bộ tời có hộp giảm tốc với puli dẫn cáp. Để giảm tiếng ồn khi thang máy làm việc thì trong bộ tời có hộp giảm tốc người ta sử dụng bộ truyền trục vít bánh vít Bộ truyền trục vít bánh vít có ưu điểm là truyền được tỉ số truyền lớn với kích thước nhỏ gọn, và nó còn có khả năng tự hãm.

Hộp giảm tốc trục vít bánh vít của bộ tời thang máy có thể dùng loại trục vít răng trụ và loại trục vít răng glôbôit Puli dẫn cáp được lắp trực tiếp trên trục bánh vít, điều này làm cho bộ tời gọn hơn.

Hình 1.10: Sơ đồ bộ tời có hộp giảm tốc

Bộ tời gồm có động cơ 1, phanh 2, hộp giảm tốc trục vít bánh vít 5, và puli dẫn cáp 3 Các bộ phận này được lắp trên một bộ khung 4 bằng thép hàn.

Hộp giảm tốc trục vít bánh vít của bộ tời thang máy có thể chế tạo với sự bố trí trục vít ở trên và ở dưới so với bánh vít Khi bố trí trục vít ở trên thì giảm khả năng chảy nhớt hộp giảm tốc qua ổ đỡ của trục vít nhưng lại gặp phức tạp khi điều chỉnh độ chính xác ăn khớp trục vít khi lắp đặt bộ tời Khi trục vít bố trí ở dưới thì puli dẫn cáp được nâng cao trên khung bệ, nhưng cần phải chú ý đến độ tin cậy và chất lượng của các phớt chắn dầu của trục vít.

Các bộ truyền trục vít bánh vít với trục vít có răng glôbôit cũng được sử dụng khá rộng rãi trong các bộ tời thang máy Nhờ những nét đặc biệt của sự ăn khớp glôbôit các bộ truyền này có kích thước nhỏ hơn so với bộ truyền bánh vít răng trụ có cùng công suất.

Sự mài mòn puli dẫn cáp thường là lớn, nên vành puli người ta chế tạo theo kiểu có thể tháo rời để thay thế Vành răng của bánh vít thường được chế tạo bằng đồng thau hoặc latông để chống mòn và giảm mát, rồi ghép chúng lên thân bánh vít bằng vít hoặc bulông.Thân của bánh vít được chế tạo bằng vật liệu rẻ tiền như gang.

Trục của trục vít trong bộ truyền bánh vít được đặt trên các ổ lăn hoặc trên các ổ trượt Đầu của trục vít đối diện với động cơ được làm nhô ra khỏi hộp giảm tốc thành một đuôi trên đó có lắp một tay quay để điều khiển tời bằng tay Tay quay này được chế tạo dạng tháo được Nó được sử dụng trong trường hợp có sự cố thang máy hoặc khi lắp đặt thang máy.

Hiện nay hộp giảm tốc trục vít bánh vít được chế tạo sẵn theo tiêu chuẩn và ta chỉ cần chọn hộp giảm tốc thích hợp theo momen xoắn và theo tỉ số truyền.

Hệ thống treo cabin

Đối với bộ tời thang máy dẫn động bằng puly thì việc truyền chuyển động dựa vào các lực ma sát giữa rãnh puly và cáp Do đó yêu cầu các nhánh cáp phải có sức căng để tạo lực ma sát đều trên mỗi nhánh cáp, vì vậy yêu cầu của thiết bị treo là phải tạo được lực căng đều trên mỗi nhánh cáp Thiết bị treo được dùng phổ biến trong các thang máy hiện nay là hệ thống lò xo vì có độ tin cậy cao.

Hình 1.11: Hệ thống treo lò xo

1 Thanh kéo 2 Tấm chặn 3 Lò xo 4.Tấm chặn dưới 5 Đai ốc

Cáp được điều chỉnh sức căng bằng lò xo 3, nếu một nhánh cáp có sức căng lớn hơn sẽ làm cho lò xo nén lại, dẫn đến dài ra cho đến khi cân bằng lực căng với các nhánh cáp khác Vì thế lực căng trên các nhánh cáp luôn luôn đều nhau.

Nhược điểm của hệ thống treo lò xo là cabin bị dao động lớn khi mở máy và khi hãm máy.

Bộ giảm chấn

Cơ cấu giảm chấn trong thang máy là một thiết bị an toàn Cơ cấu được đặt dưới hố giếng thang máy để cabin và đối trọng đáp lên không làm va đập và gây xóc cho người ở trong cabin Trong trường hợp cabin chuyển động đi xuống tầng dưới cùng mà bộ hạn chế hành trình không làm việc thì cơ cấu vẫn có tác dụng đỡ được cabin và giữ được an toàn Ngoài ra cơ cấu còn đảm bảo không cho các chi tiết của thang máy va chạm với đáy hố giếng, tránh gây hư hỏng.

Ta sử dụng cơ cấu giảm chấn loại lò xo đàn hồi trong thang máy thiết kế Đây là cơ cấu có kết cấu tương đối đơn giản, làm việc an toàn, tuổi thọ cao, được sử dụng rộng rãi đối với các loại thang máy. a) b)

Hình 1.12: Giảm chấn a)Giảm chấn bằng lò xo b) Giảm chấn bằng dầu

 Lực tác dụng lên bộ giảm chấn

Lực tác dụng lên cơ cấu phải được tính trong trường hợp nguy hiểm nhất tức là khi phanh và bộ hãm bảo hiểm không hoạt động Khi đó cơ cấu giảm chấn coi như chịu hoàn toàn lực tác dụng do khối lượng của cabin và tải trọng nâng lớn nhất cùng với hệ số tải trọng động do cabin và tải trọng tác dụng lên cơ cấu.

Trong đó : amax – gia tốc rơi tự do , amax=9,81 m/s 2 g- gia tốc trọng trường, g= 9,81 m/s 2 kn- hệ số xét đến sự phân bố không đều kn =1 (vì chỉ sử dung 1 giảm chấn)

Bộ hãm bảo hiểm và bộ hạn chế tốc độ

Để tránh cho cabin rơi xuống giếng thang khi đứt cáp hoặc hạ xuống với tốc độ vượt quá giá trị cho phép, bộ hãm bảo hiểm và bộ hạn chế tốc độ sẽ tự động dừng và giữ cabin trên các ray dẫn hướng Cabin của tất cả các thang máy đều phải trang bị bộ hãm bảo hiểm và bộ hạn chế tốc độ.

1.8.1 Bộ hãm bảo hiểm Để loại trừ sự rơi cabin khi bị đứt các cáp nâng hoặc cabin tăng tốc khi bị hỏng cơ cấu nâng thì theo quy phạm an toàn, cabin cần được trang bị bộ hãm bảo hiểm Đối trọng cũng được trang bị bộ hãm bảo hiểm khi tốc độ của cabin lớn hơn 1,5 m/s 2

Bộ hãm bảo hiểm cấu tạo gồm 3 bộ phận chính: thiết bị kẹp, cơ cấu điều khiển, bộ phận dẫn động.

Hình 1.13: Sơ đồ hãm bảo hiểm thang máy

Trong cơ cấu trên thì thiết bị kẹp là các nêm 3 chuyển động theo các guốc tựa

4 Khi bộ hãm bảo hiểm làm việc tức là khi cabin vượt quá giá trị cho phép (cụ thể là 78m/phút) thì các nêm 3 được kéo bởi các thanh kéo 2 áp vào các dẫn hướng Sự kéo nêm tiếp theo xảy ra khi cabin tiếp tục chuyển động do lực ma sát giữa dẫn hướng và nêm (tự kéo).

Cơ cấu điều khiển bộ hãm bảo hiểm gồm có các thanh kéo đứng 2 gắn bản lề với các đòn ngang Các đòn ngang được lắp cứng trên các trục 1 và 5 Các trục 1 và

5 quay trên các ổ đỡ lắp ở dầm trên của khung cabin Trên trục 5 có lắp đòn 6, đòn này được liên kết với cáp 7 của truyền động bộ hãm bảo hiểm Trong sơ đồ thì truyền động của bộ hãm bảo hiểm được thực hiện nhờ bộ bạn chế tốc độ kiểu li tâm 8, puli của nó nối với một phanh li tâm đặt trong thân của bộ hạn chế tốc độ Bộ phận này sẽ phanh puli 8 và cáp 7 nằm trên đó vào thời điểm khi tốc độ chuyển động của cabin đạt đến giá trị tới hạn Sau khi dừng cáp 7, cabin tiếp tục chuyển động, đòn 6 xoay làm cho cơ cấu điều khiển bộ hãm bảo hiểm hoạt động.

1.8.2 Bộ hạn chế tốc độ

Hình 1.14: Bộ hãm bảo hiểm 1.Thanh kéo 2.Puly 3 Quả văng 4.Thân đỡ 5.Tiếp điểm

6.Cần đẩy tiếp điểm 7.Bánh cóc 8 Con cóc 9 Cần đẩy 10.Trục chính

Bộ hạn chế tốc độ dùng để tác động lên phanh an toàn để dừng cabin khi tốc độ hạ cabin vượt quá giá trị cho phép Giá trị cho phép này lớn hơn tốc độ danh nghĩa ít nhất là 15% vì nếu thấp hơn thì rất dễ xảy ra hiện tượng dừng cabin một cách ngẫu nhiên Bộ hạn chế tốc độ liên hệ với cabin và quay khi cabin chuyển động nhờ cáp của bộ hạn chế tốc độ Bộ hạn chế tốc độ được đặt trong buồng máy ở phía trên Để cáp của nó không bị xoắn và có đủ độ căng để truyền lực ma sát ta sử dụng thiết bị kéo căng cáp được lắp đặt phía dưới hố thang.

 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động a/ Cấu tạo: hình 1.14 b/ Nguyên lý hoạt động:

Khi cabin chuyển động sẽ làm cho cáp nối cứng với tay đòn trên cabin trượt theo và dẫn đến puly 2 quay theo làm cho hai quả văng 3 gắn trong puly quay sinh ra lực ly tâm có xu hướng đẩy quả văng quay trong bán kính thích hợp đã được tính toán với tốc độ bình thường của cabin Khi tốc độ của cabin tăng hơn tốc độ bình thường của nó 15% thì lực ly tâm sinh ra trong các quả văng thắng được lực giữ lò xo , lúc đó bán kính quay của quả văng tăng lên, quả văng tác động vào cần 9 giải phóng con cóc 8 Con cóc 8 dưới sức kéo của lò xo ép vào bánh cóc 7, do bánh cóc 7 được lắp cố định trên trục 10 (không xoay đồng thời với puly mà chỉ xoay được một góc nhỏ) nên khi cóc hãm ép vào bánh cóc làm bánh cóc quay một đoạn nhỏ rồi dừng kéo theo puly 2 cũng dừng theo Bánh cóc tác dụng vào tay đòn của bộ kẹp cáp làm cáp ngừng đồng thời công tắc điều khiển động cơ bị ngắt nhờ cần đẩy tiếp điểm 6 tác động vào tiếp điểm 5 Cơ cấu thắng cơ hoạt động và phanh giữ cabin trên ray dẫn hướng.

Trong trường hợp đứt cáp treo thì nguyên lý hoạt động cũng tương tự như trên.

Dẫn hướng cabin

Trong quá trình làm việc của thang máy do tải trọng thường xuyên không đặt đúng tâm của sàn buồng thang máy nên gây hiện tượng cabin bị nghiêng và khi di chuyển, cabin sẽ lắc lư không cố định làm cabin dễ vướng vào các thiết bị cố định trong giếng thang.

Vì thế, để khắc phục vấn đề này, cần phải có hệ thống dẫn hướng cho buồng thang khi thang máy hoạt động.

Sự chuyển động êm và không ồn của cabin phụ thuộc đáng kể vào độ chính xác và chất lượng lắp đặt ray dẫn hướng trong giếng thang.

Người ta sử dụng gỗ hoặc thép để làm dẫn hướng cho cabin Dẫn hướng gỗ được sử dụng rộng rãi cho thang máy chở người, chúng thường được chế tạo từ gỗ cây dẻ hay gỗ cây sồi có tiết diện 60 ¿ 60 đến 80 ¿ 80 mm, chiều dài từ 1-1,5 m, được đặt trên các thép hình và nối với nhau bằng mộng Ưu điểm chính của loại dẫn hướng bằng gỗ là cabin chuyển động không ồn và sự êm dịu khi cabin tập kết trên dẫn hướng khi bộ hãm bảo hiểm phanh đột ngột Nhược điểm của chúng là giá thành cao, tuổi thọ không cao, có khả năng bị cong vênh và có nguy cơ hỏa hoạn Vì vậy ngày nay loại dẫn hướng bằng gỗ ít được sử dụng.

Dẫn hướng bằng thép được chế tạo từ thép góc hoặc thép hình chữ T, các loại dẫn hướng này chủ yếu dược dùng cho các thang máy chở hàng loại nhỏ, ít dùng cho các thang máy chở hàng loại lớn Ngày nay đối với thang máy chở người cũng như thang máy chở hàng ta sử dụng loại dẫn hướng có biên dạng đặc biệt, có đầu dẫn hướng được gia công kỹ lưỡng Các đầu mút của loại dẫn hướng này cũng được gia công và có mộng ghép để loại trừ khả năng chuyển dịch của chúng tại các chổ nối. Nhờ có sự gia công đầu dẫn hướng nên đảm bảo sự chuyển động êm dịu của cabin

 Cách lắp đặt dẫn hướng cabin trong giếng thang:

Hình 1.15: Các sơ đồ lắp đặt dẫn hướng cabin trong giếng thang

Thường thì các dẫn hướng tựa trên móng của hố giếng thang (hình a) Trường hợp này, người ta hàn những tấm giằng các đầu mút của dẫn hướng và được đặt vào trong khối bê tông ở độ sâu 50-150mm khi lắp đặt Trong một số trường hợp thì các dẫn hướng được treo vào trần của giếng thang (hình b) và chúng làm việc chịu kéo, điều này cải thiện điều kiện làm việc của chúng khi cabin tập kết trên bộ hãm bảo hiểm Nhưng kiểu treo này sẽ làm tăng tải trọng tác dụng lên giếng thang và trần, do đó giếng thang và trần cần phải được gia cố chắc chắn Khi độ cao nâng rất lớn thì người ta sử dụng dẫn hướng kiểu bơi (hình c) Tải trọng tác dụng lên dẫn hướng qua các cụm tựa được truyền hoàn toàn lên các phần tử của toà nhà hoặc giếng thang. Như vậy độ lún của toà nhà ảnh hưởng ít nhất đến các dẫn hướng Điều này đặc biệt quan trọng khi chiều cao nâng lớn. Đối với thang máy đang thiết kế ở đây ta sử dụng loại dẫn hướng tựa lên móng của hố giếng.

Theo độ cao của giếng thang, các dẫn hướng được bắt chặt vào tường bằng bu lông cấy hoặc bằng tấm kẹp, khoảng cách giữa các chổ bắt chặt phụ thuộc vào kết cấu của giếng thang Để các dẫn hướng không nặng quá trong trường hợp này ta lấy khoảng cách giữa các chổ bắt chặt là 2,2 mét. Đối với các cabin có kích thước thông thường và khoảng cách giữa các chỗ kẹp dẫn hướng thông thường thì vị trí nguy hiểm nhất đối với dẫn hướng là vị guốc tựa nằm ở giữa các gối tựa của dẫn hướng.

Cơ cấu đóng mở cửa cabin

Trong thang máy chở hàng có người áp tải thì cửa cabin là một bộ phận mang tính tiện nghi, giúp người áp tải có thể thuận tiện trong việc đóng mở cửa, vận chuyển hàng hoá, và góp phần đảm bảo an toàn cho người áp tải trong quá trình làm việc.

Do kết cấu của cabin được thiết kế để có thể chứa được xe đẩy bằng tay và người áp tải, vì vậy để thuận tiện cho việc bố trí cửa ta chọn cửa cabin là loại cửa lùa về một phía với chiều rộng cửa 800mm.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

Hình 1.16: Sơ đồ cấu tạo cabin

Trạng thái cửa cabin đang đóng Khi có tín hiệu điện động cơ 10 sẽ quay truyền chuyển động qua bộ truyền đai răng 8, cánh cửa cabin thứ nhất được nối với đai răng sẽ di chuyển với tốc độ v, đồng thời cửa thứ nhất được nối với cánh cửa thứ hai qua bộ truyền cáp nên khi cánh cửa thứ nhất chuyển động với tốc độ v thì đồng thời cánh cửa thứ hai sẽ di chuyển với tốc độ v/2 Sở dĩ vận tốc cánh cửa thứ hai bằng một nữa vận tốc cánh cửa thứ nhất là do cánh cửa thứ hai được nối với tâm của puly của bộ truyền cáp nên theo nguyên tắc vòng ngoài puly chuyển động với tốc độ v thì tâm chuyển động với tốc độ v/2 (lưu ý rằng puly của bộ truyền cáp có đường kính bằng puly của bộ truyền đai răng).

Trường hợp đóng cửa cũng tương tự Cửa cabin liên hệ với cửa tầng qua kiếm cửa 6, nhờ vậy mà khi cửa cabin đóng, mở thì cửa tầng cũng đóng mở theo Cửa cabin không tự mở khi cabin đang chuyển động, cửa tầng cũng như vậy nhờ cơ cấu khoá cửa Cửa tầng có thể mở từ bên ngoài bằng dụng cụ chuyên dùng.

Hệ thống điều khiển thang máy

Hệ thống điều khiển thang máy là toàn bộ các trang thiết bị và linh kiện điện đảm bảo cho thang máy hoạt động theo đúng chức năng yêu cầu và an toàn.

Hiện nay, có rất nhiều loại mạch điều khiển thang máy từ đơn giản nhất đến hiện đại nhất.

1.11.1 Phân loại theo vị trí các nút điều khiển Điều khiển từ trong cabin (thang máy chở hàng có người đi kèm…), điều khiển bên ngoài cabin (thang máy chở hàng không có người đi kèm) và điều khiển cả trong và ngoài cabin với các nút bấm điều khiển trong cabin và nút bấm ngoài cửa tầng để gọi tầng.

1.11.2 Phân loại theo nguyên tắc điều khiển Điều khiển riêng biệt: khi thang máy đang thực hiện một lệnh điều khiển thì các lệnh khác không có tác dụng mà chỉ thực hiện lệnh tiếp theo khi thang máy đã dừng hẳn. Điều khiển kết hợp: thang máy có thể cùng lúc nhận nhiều lệnh điều khiển, các lệnh này được thực hiện theo thứ tự ưu tiên nhất định tùy theo chương trình cài đặt của mạch điều khiển Thang máy điều khiển kết hợp có năng suất cao hơn thang máy điều khiển riêng biệt.

1.11.3 Phân loại theo hệ thống truyền động và điều khiển thang máy a/ Hệ thống truyền động thang máy bằng động cơ điện xoay chiều với điều khiển bằng công tắc tơ:

Hệ thống này có ưu điểm là đơn giản và giá thành hạ, nhưng không đáp ứng được biểu đồ tốc độ chuyển động tốt nhất cho cabin và làm việc không thật tin cậy do các tiếp điểm của relay và công tắc tơ có thể bị mài mòn và hỏng hóc khi đóng cắt nhiều lần Hệ thống này thường được sử dụng trong các thang máy có tốc độ chạy chậm và trung bình. b/ Hệ thống truyền động thang máy bằng động cơ điện xoay chiều điều khiển bằng bộ biến tần bán dẫn: Ưu điểm của loại này là làm việc rất tin cậy vì không có các tiếp điểm và có thể điều khiển tốc độ động cơ để đạt được biểu đồ tốc độ tốt nhất cho cabin Loại này thường được sử dụng trong các thang máy tốc độ nhanh và hiện đại Tất nhiên là sơ đồ điều khiển sẽ phức tạp hơn và giá thành cao hơn. c/ Hệ thống truyền động thang máy bằng bộ máy phát động cơ một chiều với điều khiển bằng các thiết bị bán dẫn:

Trong hệ thống này người ta dùng một động cơ không đồng bộ để quay máy phát điện một chiều Đến lượt máy phát điện một chiều cung cấp điện cho động cơ điện một chiều hoạt động để nâng hạ buồng thang Ưu điểm của loại này là: rất dễ dàng điều chỉnh tốc độ của động cơ điện một chiều để đạt được biểu đồ tốc độ chuyển động tối ưu cho cabin Nhưng giá thành của hệ thống này cao do có nhiều động cơ và cần phải có máy phát nên chỉ được sử dụng trong các thang máy cao tốc. d/Hệ thống điều khiển bằng bộ điều khiển logic khả trình PLC Programmable Logic Controller): Đây là kỹ thuật điều khiển hiện đại nhất Nó cho phép điều khiển thang máy linh hoạt hơn do có thể lập trình mạch điều khiển để nó hoạt động theo chu kỳ mà ta mong muốn Sau này khi có yêu cầu thay đổi chu trình làm việc của thang máy (bỏ qua một số tầng hay tăng số điểm dừng) thì ta có thể thì ta có thể thực hiện điều đó một cách nhanh chóng bằng cách lập trình lại Sử dụng kỹ thuật vi xử lý vào điều khiển thang máy sẽ cho phép có nhiều tiện nghi hơn, linh hoạt hơn trong quá trình hoạt động của thang máy nhằm đáp ứng một cách cao nhất các nhu cầu của con người.

Phân tích yêu cầu công nghệ

1.5.1 Dừng chính xác buồng thang

Buồng thang phải được dừng chính xác so với mặt bằng của tầng cần đến sau khi hãm dừng nếu buồng thang dừng không chính xác sẽ xảy ra các hiện tượng sau:

- Làm khách ra vào khó khăn.

- Tăng thời gian ra vào.

- Giảm hiệu suất phục vụ thang máy

1.5.2 Tốc độ di chuyển của buồng thang

Tốc độ di chuyển của buồng thang quyết định năng suất của thang máy và có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với các nhà cao tầng việc làm tăng tốc độ làm tăng chi phí đầu tư và vận hành nếu tăng tốc độ thang máy từ v=0,75(m/s) lên 3,5m/s thì giá thành sẽ tăng gấp 4÷5 (lần) vì vậy tùy độ cao của từng tòa nhà mà phải chọn thang máy có tốc độ phù hợp với tốc độ tối ưu đáp ứng đầy đủ chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

1.5.3 Đặc điểm phụ tải thang máy a) Tính chất thế năng

- Phụ tải của thang máy thay đổi trong phạm vi rộng phụ thuộc vào lượng khách đi lại hướng vận chuyển hành khách

- Momen của cơ cấu do trọng lực của tải trọng gây ra, khi tăng dự trữ thế năng (nâng tải), momen thế năng có tác dụng cản trở chuyển động hướng ngược chiều quay động cơ khi giảm thế năng (hạ tải) momen thế năng lại gây ra chuyển động nghĩa là hướng theo chiều quay của động cơ

- Thang máy làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp đi lặp lại: phụ tải mang tính chất lặp lại thời gian làm việc và nghỉ xen kẽ nhau

- Nhóm đã giới thiệu phần lý thuyết về các bộ phận chính của thang máy

- Ngoài ra nhóm đã phân loại các hệ thống điều khiển và yêu cầu công nghệ đối với thang máy.

GIỚI THIỆU VỀ PLC MITSUBISHI

Tổng quan về PLC MITSUBISHI

- PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị có thể lập trình được thiết kế chuyên dùng trong công nghiệp để điều khiển các tiến trình xử lí từ đơn giản đến phức tạp, tuỳ thuộc vào người điều khiển mà có thể thực hiện một loạt các chương trình hoặc sự kiện được kích hoạt bởi các tác nhân kích thích (hay còn gọi là ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các bộ định thời (Timer) hay các sự kiện được đếm qua bộ đếm Khi một sự kiện được kích hoạ nó bật ON, OFF hoặc phát ra một chuỗi xung ra các thiết bị bên ngoài được gắn vào ngõ ra của PLC Như vậy nếu ta thay đổi các chương trình được cài đặt trong PLC là ta có thể thực hiện các chức năng khác nhau trong các môi trừơng điều khiển khác nhau Hiện nay PLC đã được nhiều hãng khác nhan sản xuất như: Siemens, Omron, Mitsubishi, Pesto, Alan Bradley, Shneider. Hitachi, … Mặt khác ngoài PLC cũng đã bổ cung thêm các thiết bị mở rộng khác như: các cổng mở rộng AI (Analog Input), DI (Digital Input), các thiết bị hiện thị, các bộ vào.

Ưu điểm của PLC MITSUBISHI

PLC Mitsubishi là một trong các dòng PLC đang được dùng phổ biến nhất trên thế giới và Việt Nam, được sản xuất bởi tập đoàn Mitsubishi Electric (NhậtBản) Mitsubishi Electric là một nhà sản xuất tự động hóa công nghiệp (FA) toàn diện trên tất cả lĩnh vực sản xuất từ bộ điều khiển đến thiết bị điều khiển truyền động, thiết bị điều khiển phân phối điện và cơ điện tử công nghiệp Cùng với việc phát triển sản phẩm phù hợp với nhu cầu của khách hàng, Mitsubishi Electric sử dụng kỹ thuật tiên tiến để cung cấp các giải pháp FA đáng tin cậy với một tầm nhìn hướng đến những thế hệ mới trong sản xuất

PLC Mitsubishi có ưu điểm lớn về giá thành, chất lượng sản phẩm và khả năng đáp ứng đa dạng các cấu hình yêu cầu các tính năng như: Giao tiếp truyền thông, ngõ vào ra tương tự, bộ đếm ngõ vào tốc độ cao, ngõ ra phát xung tốc độ cao, các module đọc nhiệt độ, loadcell vvv Ở Việt Nam, PLC Mitsubishi được dùng nhiều trong nghành Dệt sợi, Bao bì giấy, Carton, Nilon, Nhựa, Thực phẩm, Cơ khí chính xác, Chế tạo máy vv

Giới thiệu chung về PLC MITSUBISHI FX0N

FX0N PLC thích hợp với các bài toán điều khiển với số lượng đầu vào ra trong khoảng 14-60 I/O (14,24,40,60 I/O) Tuy nhiên, khi sử dụng các module vào ra mở rộng, FX0N có thể tăng cường số lượng I/O lên tới 128 I/O FX0N được tăng cường khả năng truyền thông, nối mạng, cho phép tham gia trong nhiều cấu trúc mạng khác nhau như Ethernet, ProfileBus, CC-Link, CanOpen, DeviceNet… FX0N có thể làm việc với các module analog, các bộ điều khiển nhiệt độ Đặc biệt, FX0N PLC được tăng cường chức năng điều khiển vị trí với 6 bộ đếm tốc độ cao (tần số tối đa 60kHz), hai bộ phát xung đầu ra với tần số điều khiển tối đa là 100kHz Điều này cho phép các bộ điều khiển lập trình thuộc dòng FX0N PLC có thể cùng một lúc điều khiển một cách độc lập hai động cơ servo hay tham gia các bài toán điều khiển vị trí (điều khiển hai toạ độ độc lập)

Nhìn chung, dòng FX0N PLC thích hợp cho các ứng dụng dùng trong công nghiệp chế biến gỗ, trong các hệ thống điều khiển cửa, hệ thống máy nâng, thang máy, sản xuất xe hơi, hệ thống điều hoà không khí trong các nhà kính, hệ thống xử lý nước thải, hệ thống điều khiển máy dệt…

Bảng 2.1:Thông số kỹ thuật PLC MITSUBISHI FX0N

Thông số kỹ thuật Điện áp nguồn cung cấp 12-24VDC hoặc 100/230VAC

Bộ nhớ chương trình 8000 bước

Kết nối truyền thông chuẩn kết nối RS485/RS422/RS232 thông qua board mở rộng

Bộ đếm tốc độ cao 1 phase: 6 đầu vào max 60KHZ, 2 phases: 2 đầu vào max 30KHZ Loại ngõ ra relay, transistor

Phát xung tốc độ cao 2 chân phát xung max.100khz

Mở rộng I/O 132 I/O thông qua module

Mở rộng module tối đa 2 module chức năng

Phần mềm lập trình GX WORK2

Hình 2.2 Phần mềm lập trình GX WORK2

GX WORK2 là phần mềm được Mitsubishi nâng cấp và thay thế cho GX Developer với giao diện trực quan đẹp hơn hơn, thao tác mượt mà và có hỗ trợ thêm các ngôn ngữ lập trình khác như là FBD (Function Block Diagram), SFC (Sequential Function Chart).

2.5.1 Ngôn ngữ lập trình LAD

LAD là một ngôn ngữ lập trình kiểu đồ họa Sự hiển thị được dựa trên các sơ đồ mạch điện.

Hình 2.3 Lập trình bậc thang

Các phần tử của một sơ đồ mạch điện, như các tiếp điểm thường đóng hay thường mở, và các cuộn dây được nối với nhau để tạo thành các mạng Để tạo ra sơ đồ logic cho các thực thi phức tạp, ta có thể chèn vào các nhánh để tạo ra các mạch logic song song Các nhánh song song được mở ra theo hướng xuống hay được kết nối trực tiếp đến thanh dẫn tín hiệu Ta kết thúc các nhánh theo hướng lên trên.

Cần chú ý đến các quy tắc sau đây khi tạo ra một mạng LAD:

 Mỗi mạng LAD phải kết thúc bằng một cuộn dây hay một lệnh dạng hộp Không được kết thúc một mạng với cả lệnh so sánh (Compare) hay lệnh phát hiện ngưỡng (ngưỡng dương hay ngưỡng âm).

 Ta không thể tạo ra một nhánh mà có thể đưa lại kết quả là một dòng tín hiệu theo chiều ngược lại.

 Ta không thể tạo ra một nhánh mà có thể gây nên ngắn mạch

Một số tập lệnh cơ bản PLC FX0N

Lệnh Load và Load Inverse

• Load(LD): có nhiệm vụ khởi tạo lại công tắc NO.

• Load inverse (LDI) : có nhiệm vụ khởi tạo lại công tắc NC.

Hình 2.4 Lệnh Load và Load Inverse

• Nhiều lệnh OUT có thể được nối song song.

Lệnh AND và AND INVERSE

• AND: Nối tiếp nhiều công tắc NO, có thể nối tiếp nhiều công tắc cùng một lúc.

• ANI (AND INVERSE): Nối tiếp nhiều công tắc NC, có thể nối tiếp nhiều công tắc cùng một lúc.

Hình 2.6 Lệnh And và And Inverse

Hình 2.7 Lệnh Or,Or Inverse

• OR: Nối song song các công tắc NO, tối đa là 10 nhánh nối song song cho một cuộn dây.

• ORI (OR INVERSE): OR : Nối song song các công tắc NC, tối đa là 10 nhánh nối song song cho một cuộn dây.

Lệnh Load Pulse và Load Trailing pulse

• LDP (Load Pulse): hoạt động khi có xung chuyển từ OFF sang ON

• LDF ( Load Falling Pulse): hoạt động khi có xung chuyển từ ON sang OFF

Hình 2 8 Lệnh Load Pulse và Load Trailing Pulse

Lệnh And Pulse, And Trailing Pulse

• Lệnh ANDP (And Pulse) hoạt dộng khi có xung chuyển từ trạng thái OFF sang ON.

• Lệnh ANDF (And Falling Pulse) hoạt động khi có xung chuyển từ trạng thái ON sang OFF.

• Lệnh ANDP và ANDF sử dùng tương tự lệnh AND và ADNI.

Hình 2 9 Lệnh And Pulse và And Trailing Pulse

Lệnh OR Pulse ,OR Trailling Pulse

• Lệnh ORP( OR Pulse) hoạt dộng khi có xung chuyển từ trạng thái OFF sang ON.

• Lệnh ORF (OR Falling Pulse) hoạt động khi có xung chuyển từ trạng thái ON sang OFF.

• Lệnh ORP và ORF sử dùng tương tự lệnh AND và ADNI.

Hình 2 10 Lệnh Or Pulse và Or Trailing Pulse

Hình 2 11 Lệnh Set và Reset Đặc điểm: SET và RESET có thể dùng cho cùng một thiết bị bao nhiêu lần tùy ý Tuy nhiên trạng thái cuối cùng mới là trạng thái tác động.

Hình 2 12 Ví dụ lệnh Set và Reset

- Khi X0 đã bật ON thì Y0 hoạt động và duy trì trạng thái ON ngay cả khi X0 đã tắt OFF.

- Khi X1 bật ON thì Y0 sẽ OFF và duy trì trạng thái OFF ngay cả sau khi X1 tự nó chuyển thành OFF.

- Quá trình xảy ra tương tự cho các M0, D0, S0

Lệnh Timer, Counter (Out and Reset)

Dạng chung OUT và RESET của timer và Counter

• OUT: Điều khiển cuộn dây bộ định thời hoặc bộ đếm

• RST(Reset): Đặt lại giá trí tác động cho bộ định thời hoặc bộ đếm.

Hình 2 13 Dạng chung của lệnh OUT và RESET của timer,counter

Hoạt động của bộ định thì và bộ đếm

• Các bộ định thời hoạt động bằng cách đếm các xung clock Ngõ ra của Timer được kích hoạt khi giá trị đếm được đạt đến giá trị hằng số K Khoảng thời gian trôi qua được tính bằng cách lấy giá trị đếm được nhân với độ phân giải của Timer.

Timer 10 ms đếm giá trị 100 khi đó khoảng thời gian trôi qua được tính như sau:

• Khoảng thời gian định thì được đặt trực tiếp thông qua hằng số K, hoặc gián tiếp qua thanh ghi dữ liệu D Thường dùng thanh ghi dữ liệu được chốt để đảm bảo không bị mất dữ liệu khi mất điện Tuy nhiên nếu điện áp của nguồn Pin giảm quá mức thì thời gian định thì có thể bị sai.

• Khi dùng Counter h ng s K xác ằng số K xác định số cần đếm ố K xác định số cần đếm định số cần đếm nh s c n ố K xác định số cần đếm ần đếm đếm m.

• Counter v i h ng s K10 s ph i ới hằng số K10 sẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ằng số K xác định số cần đếm ố K xác định số cần đếm ẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ải được kích 10 lần trước khi cuộn dây được kích 10 lần trước khi cuộn dây c kích 10 l n tr ần đếm ưới hằng số K10 sẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây c khi cu n dây ộn dây Counter có i n đ ện.

• Khi đặt tên END trong chương trình có tác dụng buộc kết thúc quá trình quét chương trình hiện hành và tiến hành cập nhật các ngõ vào/ra, các bộ định thời.

Thực hiện cập nhật các ngõ vào ở đầu chu kỳ quét và cập nhật các ngõ ra ở cuối chu kỳ quét.

• Việc quét chương trình là quá trình xử lý từng lệnh trong chương trình từ đầu đến cuối Khoảng thời gian này gọi là thời gian quét, phụ thuộc vào độ dài và sự phức tạp của chương trình Ngay khi dòng quét hiện hành được hoàn tất thì dòng quét tiếp theo sẽ bắt đầu ngay Toàn bộ quá trình là một chu kỳ liên tục.

Các kiểu đấu điện trên PLC Mitsubishi

Cách đấu dây ngõ vào của PLC Mitsubishi

Các dòng plc Mitsubishi thường có 2 kiểu đấu ngõ vào như sau:

- Đố K xác định số cần đếm ới hằng số K10 sẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây i v i dòng plc không có uôi ho c có uôi l 001 thì h ng terminal đ ặc có đuôi là 001 thì ở hàng terminal đ à 001 thì ở hàng terminal ở hàng terminal à 001 thì ở hàng terminal ngõ v o chân COM ã à 001 thì ở hàng terminal đ được kích 10 lần trước khi cuộn dây đấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào ẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào c u s n xu ng ngu n 0V v các ngõ v o ố K xác định số cần đếm ồn 0V và các ngõ vào à 001 thì ở hàng terminal à 001 thì ở hàng terminal s ẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây được kích 10 lần trước khi cuộn dây c kích âm, t c ngõ v o s có tín hi u khi ức ngõ vào sẽ có tín hiệu khi được cấp điện áp 0V à 001 thì ở hàng terminal ẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ện được kích 10 lần trước khi cuộn dây ấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào đ ện c c p i n áp 0V.

Có ngh a ĩa đối với loại plc này chỉ đấu được một kiểu ngõ vào bởi vì đố K xác định số cần đếm ới hằng số K10 sẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây i v i lo i plc n y ch ại plc này chỉ đấu được một kiểu ngõ vào bởi vì à 001 thì ở hàng terminal ỉ đấu được một kiểu ngõ vào bởi vì đấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào được kích 10 lần trước khi cuộn dây u c m t ki u ngõ v o b i vì ộn dây ểu ngõ vào bởi vì à 001 thì ở hàng terminal ở hàng terminal chân chung ã đ đấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào u c ố K xác định số cần đếm định số cần đếm nh s n v o 0V ẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào à 001 thì ở hàng terminal

- Đố K xác định số cần đếm ới hằng số K10 sẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây i v i dòng plc mitsubishi có uôi ES thì chân SS các b n có th tùy ý đ ại plc này chỉ đấu được một kiểu ngõ vào bởi vì ểu ngõ vào bởi vì u v o +24 ho c 0V N u u v o 24V thì plc dùng kích âm( u đấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào à 001 thì ở hàng terminal ặc có đuôi là 001 thì ở hàng terminal ếm đấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào à 001 thì ở hàng terminal đấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào ki u sink), có ngh a l dùng 0V kích v o chân X thì s có tín hi u, còn ểu ngõ vào bởi vì ĩa đối với loại plc này chỉ đấu được một kiểu ngõ vào bởi vì à 001 thì ở hàng terminal à 001 thì ở hàng terminal ẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ện. n u SS ếm đấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào u v o chân 0V thì dùng 24v kích v o chân tín hi u g i l à 001 thì ở hàng terminal à 001 thì ở hàng terminal ện ọi là à 001 thì ở hàng terminal kích d ương( kiểu đấu source) ng( ki u ểu ngõ vào bởi vì đấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào u source).

Hình 2.15 Hai kiểu đấu ngõ vào

Các dòng plc Mitsubishi thường có 2 kiểu đấu ngõ vào như sau:

- Đố K xác định số cần đếm ới hằng số K10 sẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây i v i dòng plc không có uôi ho c có uôi l 001 thì h ng terminal đ ặc có đuôi là 001 thì ở hàng terminal đ à 001 thì ở hàng terminal ở hàng terminal à 001 thì ở hàng terminal ngõ v o chân COM ã à 001 thì ở hàng terminal đ được kích 10 lần trước khi cuộn dây đấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào ẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào c u s n xu ng ngu n 0V v các ngõ v o ố K xác định số cần đếm ồn 0V và các ngõ vào à 001 thì ở hàng terminal à 001 thì ở hàng terminal s ẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây được kích 10 lần trước khi cuộn dây c kích âm, t c ngõ v o s có tín hi u khi ức ngõ vào sẽ có tín hiệu khi được cấp điện áp 0V à 001 thì ở hàng terminal ẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ện được kích 10 lần trước khi cuộn dây ấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào đ ện c c p i n áp 0V.

Có ngh a ĩa đối với loại plc này chỉ đấu được một kiểu ngõ vào bởi vì đố K xác định số cần đếm ới hằng số K10 sẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây i v i lo i plc n y ch ại plc này chỉ đấu được một kiểu ngõ vào bởi vì à 001 thì ở hàng terminal ỉ đấu được một kiểu ngõ vào bởi vì đấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào được kích 10 lần trước khi cuộn dây u c m t ki u ngõ v o b i vì ộn dây ểu ngõ vào bởi vì à 001 thì ở hàng terminal ở hàng terminal chân chung ã đ đấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào u c ố K xác định số cần đếm định số cần đếm nh s n v o 0V ẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào à 001 thì ở hàng terminal

- Đố K xác định số cần đếm ới hằng số K10 sẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây i v i dòng plc mitsubishi có uôi ES thì chân SS các b n có th tùy ý đ ại plc này chỉ đấu được một kiểu ngõ vào bởi vì ểu ngõ vào bởi vì u v o +24 ho c 0V N u u v o 24V thì plc dùng kích âm( u đấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào à 001 thì ở hàng terminal ặc có đuôi là 001 thì ở hàng terminal ếm đấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào à 001 thì ở hàng terminal đấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào ki u sink), có ngh a l dùng 0V kích v o chân X thì s có tín hi u, còn ểu ngõ vào bởi vì ĩa đối với loại plc này chỉ đấu được một kiểu ngõ vào bởi vì à 001 thì ở hàng terminal à 001 thì ở hàng terminal ẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ện. n u SS ếm đấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào u v o chân 0V thì dùng 24v kích v o chân tín hi u g i l à 001 thì ở hàng terminal à 001 thì ở hàng terminal ện ọi là à 001 thì ở hàng terminal kích d ương( kiểu đấu source) ng( ki u ểu ngõ vào bởi vì đấu sẵn xuống nguồn 0V và các ngõ vào u source).

* Kiểu đấu Sink và Source

Sink và Source (Sinking & Sourcing) là các thuật ngữ được sử dụng để xác định việc điều khiển dòng điện một chiều trong tải Sink digital I/O (input/output) cung cấp kết nối nối đất với tải, trong khi source digital I/O cung cấp nguồn điện áp cho tải.

Hình 2.16 Kiểu đấu Sink và Source a) Kiểu đấu Sink b) Kiểu đấu Source

 Với các thiết bị điện sử dụng Input và Output dạng Logic thì đều cần phải quan tâm đến Sink và Source (trừ những thiết bị chỉ mặc định là 1 trong 2 loại).Các thiết bị trong cùng hệ thống phải sử dụng Logic giống nhau mới có thể giao tiếp được với nhau trực tiếp.- Sink hay Source liên quan đến chiều đi của dòng điện vào/ra khỏi các chân Input/Output của thiết bị.

Hình 2.17 Hệ thống dây dẫn của kiểu đấu Sink và Source

 Theo nguyên tắc “Dòng điện luôn đi từ cực dương về cực âm.” Chúng ta cùng xem ảnh dưới để hiểu thêm về sự khác nhau giữa Sink và Source - Với sơ đồ Sink Input: Dòng điện đi vào chân S/S và ra khỏi chân X, thiết bị nối về phải có đầu ra âm (ví dụ cảm biến NPN).- Ngược lại, với sơ đồ Source Input, dòng điện đi vào chân X và ra khỏi chân S/S, thiết bị nối về phải là loại đầu ra dương (Ví dụ cảm biến PNP).- Với PLC loại Sink Output, dòng điện đi vào chân Y và ra ở chân COM.- Với PLC loại Source Output, dòng điện đi vào ở chân +V và ra ở chân Y.Qua đây có thể lựa chọn cách đấu nối ở tải cho phù hợp. Đấu nối dây tín hiệu ngõ ra relay,transistor PLC MITSUBISHI

 Đối với plc mitsubishi thì ngõ ra tín hiệu thường có hai dạng là MR( ngõ ra relay) và MT( ngõ ra transisotor) Chính vì vậy mà trước khi đấu nối các bạn phải kiểm tra thật kỹ mã hàng của plc để chuẩn bị sơ đồ đấu nối cho chuẩn xác tránh việc làm hư hỏng chân kích của ngõ ra.

 Dạng ngõ ra MR sử dụng tiếp điểm relay để đóng ngắt tín hiệu nên thường có tần số ngõ ra tối đa khoảng 1-5Hz trở lại, nếu bạn đóng cắt lớn hơn tần số này thì có thể ngõ ra sẽ không tác động.

 Ngõ ra plc dạng transistor có tần sóng đóng cắt lớn hơn từ 1kHz cho đến 100Khz( đối với chân phát xung tốc độ cao) Tuy nhiên khả năng chịu dòng của chân này rất thấp và lưu ý không cấp điện áp xoay chiều 220v vào chân này vì có thể làm hư hỏng thiết bị ngay lập tức.

 Khi đấu nối ngõ ra dạng transistor hay relay các bạn bắt buộc phải đấu qua tải, không cấp trực tiếp điện 220v hoặc 24v và ngõ vào plc như vậy cũng sẽ khiến cho thiết bị bị hư hỏng.

 Đối với dạng plc mitsubishi có ngõ ra dạng relay các bạn đấu nối như sau: COM0 và Y0 sẽ đóng vai trò như một tiếp điểm thường hở của relay, khi bạn OUT tín hiệu ra Y0 thì hai điểm này sẽ nối nhau Tương tự cho Y1 và COM1. Đối với COM2 thì chân này dùng chung cho tất cả các ngõ Y còn lại.

 Còn loại MT thì cách đấu dây sẽ hoàn toàn khác Chân COM0 và Y0 sẽ được nối nhau bằng 1 transistor Theo như hình ở phía dưới khi bạn out ra Y0 thì transistor sẽ dẫn và chân Y0 nối với COM0, lúc này sẽ có nguồn chảy qua tải.Tương tự đối với COM1 và Y1 Các chân còn lại sử dụng chung chân COM2.

Hình 2.18 Ngõ ra của PLC dòng MR và MT

- Nhóm đã giới thiệu phần lý thuyết về PLC MITSUBISHI và họ FX0N

- Ngoài ra nhóm đã trình bày về các kiểu đấu nối PLC MITSUBISHI

THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Sơ đồ tổng quan của hệ thống điều khiển thang máy

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống

Cấp nguồn cho hệ thống, bộ điều khiển nhận tín hiệu từ nút ấn và cảm biến đưa tín hiệu gửi về biến tần điều khiển chiều quay của động cơ để kéo cabin Bộ điều khiển gửi tín hiệu tới mạch relay điều khiển động cơ mở cửa, công tác hành trình phản hồi về bộ điều để dừng hoặc mở động cơ Cảm biến tiệm cận 1 tiệm cận 2 xác định tầng và dừng tại các tầng được gọi, đồng thời đưa tín hiệu về mạch hiển thị hiển thị tầng.

Hình 3.2 Sơ đồ khối của hệ thống

- Khối xử lý trung tâm: Có chức năng điều khiển hoạt động của toàn mạch(PLC MITSUBISHI FX0N 40 MT)

- Khối nguồn: Có chức năng cung cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống hoạt động(220v và 24v).

- Khối nút nhấn: Có chức năng tắt mở và chọn chế độ điều khiển cho hệ thống.

- Khối cảm biến: Có chức năng xác định vị trí bằng tầng, đóng cửa buồng thang gửi tín hiệu về cho khối trung tâm xử lý(Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ ).

- Khối Relay: Có chức năng điều khiển động cơ.

- Khối động cơ: Có chức năng kéo cabin và đóng mở cửa

- Khối hiển thị : Có chức năng báo trạng thái hoạt động của hệ thống(led 7 thanh).

- Khối công tắc hành trình: Có chức năng xác định tầng gửi tín hiệu về cho khối trung tâm xử lý

3.2 Giới thiệu về các linh kiện sử dụng trong hệ thống

3.2.1 Giới thiệu về cảm biến tiệm cận cảm ứng từ OMRON

Bảng 3.1: Các thông số đặc trưng của cảm biến tiệm cận cảm ứng từ

Khoảng cách tụt hậu Khoảng cách phát hiện nhỏ hơn 10%

Phát hiện đối tượng Thân kim loại. Điện áp Loại DC: DC12-24V (6-36V) xung (PP) dưới 10%,

Mức tiêu thụ dòng điện NPN PNP loại dưới 13MA.

Kiểm soát đầu ra Loại DC: trong phạm vi 300MA, loại AC: trong phạm vi 400MA.

Tự bảo vệ Loại DC: bảo vệ kết nối sai nguồn, bảo vệ hấp thụ đột biến, bảo vệ ngắn mạch tải.

Sử dụng môi trường Nhiệt độ: -30 độ - +70 độ (không đóng băng hoặc đọng sương -30%RH +95%RH)

Vật liệu chống điện Hơn 50 megohm (máy đo DC500 megohm) giữa phần sạc và vỏ.

Chịu được điện áp AC1000V 50/60HZ 1 phút giữa bộ phận sạc và vỏ

Phạm vi nhiệt độ -30-+65 độ, trong phạm vi ±15% khoảng cách phát hiện ở +23 độ , trong phạm vi nhiệt độ -25-+60 độ, trong phạm vi ±10% khoảng cách phát hiện ở +23 độ Ảnh hưởng điện áp

Trong phạm vi điện áp nguồn định mức là ± 15%, khoảng cách phát hiện công tắc bị ảnh hưởng bởi ± 10% và khi điện áp nguồn vượt quá điện áp định mức + 15%, thời gian mở sẽ bị hỏng.

Cấu trúc thiết kế IP67 (tiêu chuẩn IEC)

Sử dụng vật liệu Bộ phận kim loại: Đồng thau, Bộ phận nhựa: PBT

Nguyên lý làm việc của cảm biến tiệm cận cảm ứng

Công tắc tiệm cận cảm ứng hay còn gọi là cảm biến tiệm cận cảm ứng, cảm biến kim loại Công tắc chứa mạch dao động tần số cao, mạch phát hiện, mạch khuếch đại, mạch giải mã và mạch đầu ra Khi công tắc được cấp nguồn, bộ tạo dao động trong mạch dao động tần số cao sẽ tạo ra một trường điện từ xoay chiều trên bề mặt phát hiện của công tắc Khi một kim loại tiếp cận bề mặt phát hiện của công tắc, dòng điện xoáy bên trong kim loại sẽ hấp thụ năng lượng của trường điện từ xoay chiều trong bộ dao động, làm cho nó Dao động yếu đi hoặc dừng lại Hai trạng thái thay đổi năng lượng của bộ dao động được mạch phát hiện chuyển đổi thành tín hiệu mức, tín hiệu mức được khuếch đại bởi mạch khuếch đại, sau đó mạch kích hoạt kích hoạt mạch triode tinh thể đầu ra hoạt động để tạo tín hiệu chuyển đổi Để phát hiện sự hiện diện hay vắng mặt của kim loại Để đạt được mục đích phát hiện kim loại.

Hình 3.3 Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ

Bảng 3.2: Các thông số kỹ thuật của cảm biến tiệm cận cảm ứng từ

Chất liệu Nhựa + sắt Điện áp hoạt động 6VDC – 36VDC

Dòng điện ngõ ra 300mA

Ngõ ra PNP,NPN 3 dây

Khoảng cách phát hiện 4 mm

Phát hiện các đối tượng kim loại / sắt

Kích thước 12 mm Ứng dụng Với mạch Arduino, vi điều khiển, trong công nghiệp

3.2.2 Giới thiệu về động cơ kéo cabin Định nghĩa Động cơ giảm tốc được định nghĩa là động cơ điện có tốc độ thấp, tốc độ đã giảm đi nhiều (có thể là 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 1/8, 1/10, 1/15,…) So với động cơ thông thường ở cùng công suất và số cực.

Hình 3.4 Động cơ giảm tốc 2IK6GN-A

Bảng 3.3 Các thông số kỹ thuật của động cơ giảm tốc 2IK6GN-A

Thông số kỹ thuật Động cơ sử dụng điện áp 22V

Kích thước 16cm×6cm×6cm

Kích thước đầu trục 15mm

3.2.3 Giới thiệu về động cơ đóng mở cửa cabin

Hình 3.5 Động cơ đóng mở cửa thang cabin

Bảng 3.4 Các thông số kỹ thuật của động cơ đóng mở cửa cabin

Thông số kỹ thuật Điện áp 220v

Lõi động cơ Dây đồng

Trong các thiết bị, để báo trạng thái hoạt động của thiết bị đó cho người sử dụng với thông số chỉ là các dãy số đơn thuần, thường người ta sử dụng "led 7 đoạn". Led 7 đoạn được sử dụng khi các dãy số không đòi hỏi quá phức tạp, chỉ cần hiện thị số là đủ, chẳng hạn led 7 đoạn được dùng để hiển thị nhiệt độ phòng, trong các đồng hồ treo tường bằng điện tử, hiển thị số lượng sản phẩm được kiểm tra sau một công đoạn nào đó

Led 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh xếp theo hình dạng số

8 và có thêm một led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải của led 7 đoạn 8 led đơn trên led 7 đoạn có Anode (cực +) hoặc Cathode (cực -) được nối chung với nhau vào một điểm, được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạch điện.

8 cực còn lại trên mỗi led đơn được đưa thành 8 chân riêng, cũng được đưa ra ngoài để kết nối với mạch điện Nếu led 7 đoạn có Anode (cực +) chung, đầu chung này được nối với +Vcc, các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0 Nếu led 7 đoạn có Cathode (cực -) chung, đầu chung này được nối xuống Ground (hay Mass), các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1.

Vì led 7 đoạn chứa bên trong nó các led đơn, do đó khi kết nối cần đảm bảo dòng qua mỗi led đơn trong khoảng 10mA-20mA để bảo vệ led Nếu kết nối với nguồn 5V có thể hạn dòng bằng điện trở 330Ω trước các chân nhận tín hiệu điều khiển.

Relay trung gian là một kiểu nam châm điện có tích hợp thêm hệ thống tiếp điểm Relay trung gian còn gọi là relay kiếng là một công tắc chuyển đổi hoạt động bằng điện Gọi là một công tắc vì relay có hai trạng thái ON và OFF Relay ở trạng thái ON hay OFF phụ thuộc vào có dòng điện chạy qua relay hay không.

Khi có dòng điện chạy qua relay, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên trong và tạo ra một từ trường hút Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên trong làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái của relay Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là 1 hoặc nhiều, tùy vào thiết kế Relay có 2 mạch độc lập nhau hoạt động Một mạch là để điều khiển cuộn dây của relay: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay không, hay có nghĩa là điều khiển relay ở trạng thái ON hay OFF Một mạch điều khiển dòng điện ta cần kiểm soát có qua được relay hay không dựa vào trạng thái ON hay OFF của relay.

• Công dụng của relay trung gian

Công dụng của Relay trung gian là làm nhiệm vụ "trung gian" chuyển tiếp mạch điện cho một thiết bị khác, ví như bộ bảo vệ tủ lạnh chẳng hạn-khi điện yếu thì relay sẽ ngắt điện ko cho tủ làm việc còn khi điện hoẻ thì nóp lại cấp điện bình thường Trong bộ nạp ắc quy xe máy, ô tô thì khi máy phát điện đủ khoẻ thì relay trung gian sẽ đóng mạch nạp cho ác quy

Bảng 3.5 Các thông số kỹ thuật của relay trung gian

Dòng đóng cắt trên 1 tiếp điểm

Số cặp tiếp điểm 2 cặp NC (thường đóng), 2 CẶP NO (thường mở)

Số lần đóng cắt 100.000 lần

Trọng lượng vỏ nhựa chống cháy ở nhiệt độ cao

Cân nặng 60g Đèn báo đóng ngắt trên mỗi Relay

3.2.6 Nút nhấn nhả 2 tiếp điểm

Nút nhấn nhả với 2 tiếp điểm thường đóng và thường mở có khả năng tự phục hồi trạng thái ban đầu khi thả tay ra, có tuổi thọ cơ học hơn 5 triệu lần nhấn, sử dụng chất liệu vỏ chống cháy, với lỗ lắp đặt là 22mm bề mặt nhấn 23mm cho cảm giác nhấn rất dễ dàng, có thể tháo rời phần tiếp điểm và phần lỗ lắp đặt một cách tiện lợi khi sử dụng hoặc bảo dưỡng, dễ dàng thay thế tiếp điểm khi hư.

Bảng 3.6 Các thông số kỹ thuật của nút nhấn nhả

Số tiếp điểm 1 NO + 1 NC (1 tiếp điểm thường mở và 1 tiếp điểm thường đóng )

Dòng định mức 10A Điện áp định mức 380VAC 50hz, 220VDC

Tuổi thọ cơ học > 5 triệu lần

Chất liệu vỏ nhựa chống cháy ở nhiệt độ cao

Kích thước lỗ lắp đặt 22mm

Kích thước sản phẩm 37 * 37 * 68 mm

Thiết kế chương trình điều khiển

* Lưu đồ thuật toán chương trình chính

Hình 3.9 Lưu đồ thuận toán chương trình chính

* Lưu đồ thuật toán chương trình cửa

Hình 3.10 Lưu đồ thuận toán chương trình cửa

* Thuật toán chương trình chính Đầu tiên, thang bắt đầu hoạt động Hệ thống sẽ quét điều kiện an toàn gồm:

 Thang b ng t ngằng số K xác định số cần đếm ần đếm.

 C a cabin ã óngửa cabin đã đóng đ đ Đảm bảo điều kiện trên thì quét đến điều kiện tiếp Nếu sai hệ thống thì quay lại bước ban đầu Ở điều kiện tiếp theo nếu không có lệnh thì hệ thống ở trạng thái chờ còn nếu có thì hệ thống sẽ xác định vị trí thang thông qua công tắc hành trình được đặt ở mỗi tầng Sau đó hệ thống sẽ đọc lệnh từ người dùng sử dụng và so sánh Ở đây xảy ra 3 trường hợp:

 Trường hợp 1: Lệnh > vị tríng h p 1: L nh > v tríợc kích 10 lần trước khi cuộn dây ện ịnh số cần đếm.

Trong trường hợp xảy ra như trên thì thang sẽ bắt đầu đi lên Nếu không có lệnh mới thì thang sẽ tiếp tục đi lên và dừng tại vị trí bằng với lệnh đã đưa ra, từ đó hệ thống gọi điều khiển cửa và reset lệnh, trở về trạng thái chờ Ngược lại, nếu có người gọi trên hành trình thang đi lên thì hệ thống sẽ có điều kiện có quá giang rồi thực hiện quét lệnh cho quá giang và so sánh vị trí hiện tại của thang so với vị trí quá giang:

1 N u kho ng cách c a v trí thang ng n h n ho c b ng v i v trí quá giangếm ải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ủa vị trí thang ngắn hơn hoặc bằng với vị trí quá giang ịnh số cần đếm ắn hơn hoặc bằng với vị trí quá giang ơng( kiểu đấu source) ặc có đuôi là 001 thì ở hàng terminal ằng số K xác định số cần đếm ới hằng số K10 sẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ịnh số cần đếm. thì s d ng v trí quá giang v g i i u khi n c a T ó xóa l nh quáẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ở hàng terminal ịnh số cần đếm à 001 thì ở hàng terminal ọi là đ ều khiển cửa Từ đó xóa lệnh quá ểu ngõ vào bởi vì ửa cabin đã đóng đ ện. giang r i ti p t c i lên v d ng t i v trí b ng v i l nh ã ồn 0V và các ngõ vào ếm ục đi lên và dừng tại vị trí bằng với lệnh đã đưa ra, hệ đ à 001 thì ở hàng terminal ại plc này chỉ đấu được một kiểu ngõ vào bởi vì ịnh số cần đếm ằng số K xác định số cần đếm ới hằng số K10 sẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ện đ đưa ra, hện. th ng g i i u khi n c a v reset l nh,k t thúc quá trình.ố K xác định số cần đếm ọi là đ ều khiển cửa Từ đó xóa lệnh quá ểu ngõ vào bởi vì ửa cabin đã đóng à 001 thì ở hàng terminal ện ếm.

2 N u kho ng cách c a v trí thang d i h n v trí l nh quá giang thì s choếm ải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ủa vị trí thang ngắn hơn hoặc bằng với vị trí quá giang ịnh số cần đếm à 001 thì ở hàng terminal ơng( kiểu đấu source) ịnh số cần đếm ện ẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây phép l u l nh ch lư ện ờng hợp 1: Lệnh > vị trí ược kích 10 lần trước khi cuộn dây t m iới hằng số K10 sẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây

 Trường hợp 1: Lệnh > vị tríng h p 2: L nh < v tríợc kích 10 lần trước khi cuộn dây ện ịnh số cần đếm.

Trong trường hợp xảy ra như trên thì thang sẽ bắt đầu đi xuống Nếu không có lệnh mới thì thang sẽ tiếp tục đi xuống và dừng tại vị trí bằng với lệnh đã đưa ra, từ đó hệ thống gọi điều khiển cửa và reset lệnh, trở về trạng thái chờ Ngược lại, nếu có người gọi trên hành trình thang đi lên thì hệ thống sẽ có điều kiện có quá giang rồi thực hiện quét lệnh cho quá giang và so sánh vị trí hiện tại của thang so với vị trí quá giang:

1 N u kho ng cách c a v trí thang ng n h n ho c b ng v i v trí quá giangếm ải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ủa vị trí thang ngắn hơn hoặc bằng với vị trí quá giang ịnh số cần đếm ắn hơn hoặc bằng với vị trí quá giang ơng( kiểu đấu source) ặc có đuôi là 001 thì ở hàng terminal ằng số K xác định số cần đếm ới hằng số K10 sẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ịnh số cần đếm. thì s d ng v trí quá giang v g i i u khi n c a T ó xóa l nh quáẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ở hàng terminal ịnh số cần đếm à 001 thì ở hàng terminal ọi là đ ều khiển cửa Từ đó xóa lệnh quá ểu ngõ vào bởi vì ửa cabin đã đóng đ ện. giang r i ti p t c i xu ng v d ng t i v trí b ng v i l nh ã ồn 0V và các ngõ vào ếm ục đi lên và dừng tại vị trí bằng với lệnh đã đưa ra, hệ đ ố K xác định số cần đếm à 001 thì ở hàng terminal ại plc này chỉ đấu được một kiểu ngõ vào bởi vì ịnh số cần đếm ằng số K xác định số cần đếm ới hằng số K10 sẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ện đ đưa ra, hện. th ng g i i u khi n c a v reset l nh, k t th c quá trình.ố K xác định số cần đếm ọi là đ ều khiển cửa Từ đó xóa lệnh quá ểu ngõ vào bởi vì ửa cabin đã đóng à 001 thì ở hàng terminal ện ếm ức ngõ vào sẽ có tín hiệu khi được cấp điện áp 0V.

2 N u kho ng cách c a v trí thang d i h n v trí l nh quá giang thì s choếm ải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ủa vị trí thang ngắn hơn hoặc bằng với vị trí quá giang ịnh số cần đếm à 001 thì ở hàng terminal ơng( kiểu đấu source) ịnh số cần đếm ện ẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây phép l u l nh ch lư ện ờng hợp 1: Lệnh > vị trí ược kích 10 lần trước khi cuộn dây t m iới hằng số K10 sẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây

 Trường hợp 1: Lệnh > vị tríng h p 3: L nh b ng v i v tríợc kích 10 lần trước khi cuộn dây ện ằng số K xác định số cần đếm ới hằng số K10 sẽ phải được kích 10 lần trước khi cuộn dây ịnh số cần đếm.

Trong trường hợp này hệ thống gọi điều khiển cửa và reset lệnh,kết thúc quá trình.

* Thuật toán chương trình cửa Đầu tiên, thang bắt đầu hoạt động,hệ thống phát lệnh mở cửa Nếu cửa không mở hết hành trình thì sẽ quay lại với trạng thái chờ lệnh, còn nếu cửa đã mở hết hành trình thì cửa sẽ dừng lại 5s.Trong khoảng thời gian dừng 5s nếu có lệnh đóng nhanh thì hệ thống sẽ đóng cửa lại,còn không thì hết 5s hệ thống mới đóng cửa lại Khi cửa đóng lại hết hành trình thì động cơ cửa dừng.

3.3.2 Bài toán nút gọi thang bên ngoài

Khi thang đang hoạt động hoặc trong trạng thái chờ mà có người sử dụng gọi thang ở các tầng thì bộ điều khiển trung tâm PLC sẽ xác định vị trí buồng thang bằng các công tắc hành trình được gắn ở mỗi tầng Một khi xác định được tầng căn cứ theo vị trí người sử dụng gọi và vị trí hiện tại của thang thì sẽ xuất tín hiệu thang đi lên hoặc đi xuống Khi thang tới tầng mà người sử dụng gọi thì thang sẽ dừng lại và nhờ cảm biến bằng tầng xuất tín hiệu đến PLC báo rằng thang đã dừng đúng khu vực đểPLC xuất tín hiệu mở cửa Trường hợp thang ở đúng tầng mà người sử dụng gọi thì thang sẽ mở cửa và bỏ qua các tín hiệu lên và xuống Trên hành trình tới tầng của người gọi thang thì sẽ tuân theo thuật toán ưu tiên với những người sử dụng gọi theo thứ tự lần lượt theo chiều đi của thang và người gọi thang đầu tiên.

3.3.3 Bài toán nút ấn trong buồng thang

Khi người sử dụng trong buồng thang ấn chọn tầng sẽ xuất 1 tín hiệu đến PLC để điều khiển thang tới tầng cần đến, khi thang trong quá trình di chuyển nếu có người ấn nút gọi ngoài thang thì thang sẽ tuân theo thuật toán ưu tiên dừng thang ở những tầng mà có người gọi ngoài thang Nếu có nhiều tầng được chọn trong quá trình thang di chuyển hoặc từ ban đầu thì thang sẽ ưu tiên người đầu tiên chọn và những người chọn tầng cùng chiều theo chiều đi của thang theo thứ tự lần lượt rồi mới tới những người chọn tầng khác với chiều đi của thang cũng theo thứ tự lần lượt theo tầng

3.3.4 Bài toán chế độ thủ công Đây là chế độ dùng trong việc khẩn cấp khi hệ thống tự động của thang gặp sự cố không hoạt động hay bảo trì hệ thống thang.

Khi nhân viên bảo trì hoặc nhân viên cứu hộ của tòa nhà chuyển chế độ từ tự động sang thủ công thông qua 1 nút nhấn xoay ngắt hoàn toàn sự điều khiển của PLC đồi với hệ thống thang chuyển sang sự điều khiển bằng tay thông qua 2 nút nhấn giữ để điều khiển trực tiếp động cơ kéo lên xuống của hệ thống thang.

3.3.5 Quy ước các địa chỉ ngõ vào ra cho chương trình điều khiển

Bảng 3.7 Các địa chỉ ngõ vào ra

T1_LÊN X0 Nút nhấn tầng 1 đi lên bên ngoài thang

T2_LÊN X1 Nút nhấn tầng 2 đi lên bên ngoài thang

T3 LÊN X2 Nút nhấn tầng 3 đi lên bên ngoài thang

T2 XUỐNG X3 Nút nhấn tầng 2 đi xuống bên ngoài thang

T3 XUỐNG X4 Nút nhấn tầng 3 đi xuống bên ngoài thang

T4_XUỐNG X5 Nút nhấn tầng 4 đi xuống bên ngoài thang

SS_BANG_TANG X6 Cảm biến bằng tầng

CTHT_T1 X7 Cảm biến xác định tầng 1

X_ON X13 Nút nhấn khỏi động hệ thống

CABIN_F1 X15 Nút nhấn chọn tầng 1 bên trong cabin

MỞ NHANH X21 Nút nhấn mở cửa trong cabin

DONG NHANH X22 Nút nhấn đóng cửa trong cabin

SS_DOOR_OPEN X23 Cảm biến xác định cửa mở

SS_DOOR_CLOSE X24 Cảm biến xác định cửa đóng

DC XUỐNG Y4 Điều khiển động cơ kéo thang đi xuống

DC LÊN Y5 Điều khiển động cơ kéo thang đi lên

DC CỬA MỞ Y6 Điều khiển động cơ cửa mở ra

DC CỬA ĐÓNG Y7 Điều khiển động cơ cửa đóng

RUN M0 Biến trung gian nhớ nút khởi động hệ thống Nhớ T1 lên M1 Biến trung gian nhớ nút nhấn tầng 1 đi lên bên ngoài thang Nhớ T2 lên M2 Biến trung gian nhớ nút nhấn tầng 2 đi lên bên ngoài thang Nhớ T2 xuống M3 Biến trung gian nhớ nút nhấn tầng 3 đi lên bên ngoài thang Nhớ T3 lên M4 Biến trung gian nhớ nút nhấn tầng 2 đi xuống bên ngoài thang Nhớ T3 xuống M5 Biến trung gian nhớ nút nhấn tầng 3 đi xuống bên ngoài thang Nhớ T4 xuống M6 Biến trung gian nhớ nút nhấn tầng 4 đi xuống bên ngoài thang Nhớ T1 M7 Biến trung gian nhớ nút nhấn tầng 1

Nhớ T2 M8 Biến trung gian nhớ nút nhấn tầng 2

Thang đang xuống M11 Biến trung gian nhớ thang đang xuống

Thang đang lên M12 Biến trung gian nhớ thang đang lên

Nhớ T1 đang xuống M13 Biến trung gian nhớ tầng 1 đi lên

Nhớ T2 đang lên M14 Biến trung gian nhớ tầng 2 đi lên

Nhớ T2 đang xuống M15 Biến trung gian nhớ tầng 3 đi lên

Nhớ T3 đang lên M16 Biến trung gian nhớ tầng 2 đi xuống

Nhớ T3 đang xuống M17 Biến trung gian nhớ tầng 3 đi xuống

Nhớ T4 đang xuống M18 Biến trung gian nhớ tầng 4 đi xuống

Last is Up M19 Biến trung gian nhớ thang lần cuối lên

Last is Down M20 Biến trung gian nhớ thang lần cuối xuống

Do chương trình điều khiển quá dài nên nhóm đã đưa xuống phần phụ lục,dưới đây là bảng line statement list

4 NUT BAM MO CUA O CAC TANG KHI CABIN KHONG HOAT DONG

33 NUT NHAN MO CUA BEN TRONG CABIN

46 NUT BAM DONG CUA BEN TRONG CABIN

62 NUT NHAN GOI THANG TAI CAC TANG

112 XAC DINH VI TRI CUA BUONG THANG

157 NUT BAM CHON TANG BEN TRONG CABIN

112 KHI THANG MAY DANG O TANG 1

203 UU TIEN DI LEN HOAC DI XUONG

252 BIT BAO TRONG THAI TRUOC DO

Sơ đồ đấu điện

3.4.1 Cách đấu điện trên PLC Mitsubishi FX0N 40MT

Theo thông số của nhà sản xuất thì PLC Mitsubishi FX0N-40MT là dòng sản phẩm thuộc họ FX0N của hãng Mitsubishi tích hợp : 24 ngõ Input và 16 ngõ Output bằng transitor Ngõ ra sử dụng transitor để điều khiển các hoạt động của máy

Bảng 3.9 Manual PLC MITSUBISHI dòng FX0N

• Vì PLC nhóm chọn cho đề tài này là thuộc dòng MT có ngõ ra dùng transitor căn cứ theo manual của nhà sản xuất để điều khiển thì kiểu đấu PLC sẽ là kiểu Sink

- Ở chương này nhóm đã thiết kế toàn bộ hệ thống từ sơ đồ khối,chọn lựa thiết bị,chương trình hệ thống,bản vẽ đấu nối

- Nhóm cũng đã đưa ra 3 bài toán điều khiển và thuật toán điều khiển: Điều khiển thang bằng nút gọi ngoài; điều khiển bằng nút gọi trong cabin; và điều khiển thủ công.

- Nhóm cũng trình bày bản vẽ mạch điện của mô hình gồm mạch lực và mạch điều khiển.

KẾT QUẢ THỰC HIỆN

Khái quát về mô hình

Mô hình thang máy 4 tầng mô phỏng gồm các bộ phận sau:

- Động cơ kéo thang máy: đặt ở khu trên cùng của mô hình thang máy.

- Động cơ đóng mở cửa cabin: đặt trên cabin

- Cabin được treo bằng dây cáp qua hệ thống puly của động cơ giảm tốc, phần còn lại của dây cáp được nối với đối trọng

- Cabin và đối trọng trượt trên các thanh ray.

- Khối hiện thị, nút ấn, đèn báo được gắn phía trước của mô hình để tiện quan sát và ấn nút gọi lệnh.

- Aptomat, khối nguồn, PLC, các cầu nối, relay, được bố trí bên cạnh của mô hình.

Hình 4 1 Bản vẽ phần cơ khí của mô hình

Hình 4 2 Tổng quan mô hình

1 PLC 2 Nút ấn 3.Relay 4 Động cơ cửa 5 Động cơ kéo

6 Cabin 7 Đối trọng cabin 8 Cửa tầng 9 Công tắc hành trình

Vật liệu và dụng cụ xây dựng mô hình

* Vật liệu dựng mô hình gồm

- 4 thanh thép lỗ có kích thước 30x30mm, chiều dài mỗi thanh 160cm.

- 4 tấm Aluminim có kích thước 40x40cm.

- Bánh xe lăn trên ray cửa: 30 cái.

- Bánh xe ròng rạc đối trọng cửa:8 cái

- Cáp inox loại 2mm kich thước 3,3m.

* Dụng cụ dựng mô hình

- Thước dây, dao, tua, tô vít, thước kẻ, bút chì,…

Thi công phần cơ khí

- Khung mô hình được làm bằng khung thép lỗ chất lượng cao, tạo tính thẩm mỹ và đảm bảo tính vững chắc cho mô hình khi vận hành.

- Kích thước lần lượt là 40/50/160 cm

* Quá trình thi công và lắp đặt

Ta lấy 4 thanh thép lỗ vs kính cỡ 2 thanh 40cm và 2 thanh 50cm ghép lại bằng vít và ke góc thành 1 hình chữ nhật với chiều dài là 50cm rộng 40cm là ta được 1 mặt của khung làm tương tự như trên ta được mặt thứ 2.Lúc này ta lấy 4 thanh thép lỗ với kích cỡ là 160cm ghép 4 góc của mặt này với mặt kia tạo thành 1 hình hộp chữ nhật với kích cỡ là 40*50*160 cm như hình 4.3

Hình 4.3 Bản vẽ và khung khi được lắp ghép

- Hộp buồng thang(cabin) làm bằng Aluminum kích thước lần lượt là 15/15/20 cm

* Quá trình thi công buồng thang mô hình

Ta cắt tấm Aluminum ra làm 5 phần với 2 tấm hình chữ nhật với kích cỡ15*20cm và 3 tấm hình chữ nhật với kích cỡ 20*25cm.Sau đó ghép chúng lại thành 1 hình hộp chữ nhật bằng ke góc vuông và vít như hình 4.4

Hình 4.4 Bản vẽ và buồng thang (cabin)

4.3.3 Cửa tầng và cửa buồng thang

- Phần cửa tầng gồm 2 phần một là thay ray trượt bên trên và máng trượt phía dưới,hai là phần cửa.Đối với phần ray trượt ta dùng 2 thanh nhôm có rãnh nhô lên ngược với nhau tạo thành,phần máng trượt ta dùng máng nhựa cả 2 đều có kích thức là 35cm và được gắn lên 1 tấm Aluminum.

- Cửa gồm hai cánh cửa tầng được làm bằng ống sắt hàn lại với nhau tạo nên cửa tầng và cửa cabin,Nguyên lý hoạt động của cửa là kéo sang 2 bên trượt trên thanh ray bằng 2 bánh xe lăn vào trên thanh ray và 1 bánh lăn tỳ được gắn ở phía dưới nhắm giữ cố định cửa không làm cửa trượt ra khỏi ngoài ray.

- Ta gắn 2 cửa tầng lên thanh ray điều chỉnh sao cho 2 bánh xe lăn nằm chính diện trên thay ray trên sau đó ta siết chặt bánh lăn tỳ bên dưới sát vào phần ray phía dưới phải đản bảo con lăn tỳ sát với thanh ray vừa đủ không sát quá tránh việc sát ray quá làm hệ thống trượt bị kẹt.Khi chỉnh phù hợp ta siết ốc cố định con lăn tỳ,làm tương tự như vậy đến khi đủ 4 tầng và 1 cửa cabin như hình 4.5

Hình 4.5 Cửa tầng và cửa cabin

4.3.4 Đối trọng cửa và đối trọng thang

- Đối trọng cửa có 2 phần chính một là tạ và hệ thống ròng rọc, hai là ống dẫn hướng. Đối trọng cửa có tác dụng làm cửa tầng luôn đóng lại với nhau bằng hệ thống ròng rọc và tạ được nối chéo nhau và được thả vào trong ống dẫn hướng để ổn định chuyển động tránh làm trượt ra khỏi ròng rọc cũng như va chạm với cabin khi thang di chuyển.

- Đối trọng thang có công dụng là hỗi trợ cân bằng tải cho buồng thang Đối trọng thang thì được cấu thành bởi 1 cục tạ có khối lượng bằng với buồng thang và được nối với buồng thang thông qua puly của động cơ kéo .

Hình 4.6 Đối trọng cửa tầng và buồng thang

4.3.5 Ray dẫn hướng buồng thang và đối trọng thang

- Ray dẫn hướng có nhiệm vụ là cố định làm ổn định khi thang di chuyển lên xuống.Ray dẫn hướng gồm 2 phần là ray dẫn hướng buồng thang và ray dẫn hướng đối trọng thang

Thi công phần điện

- Nút ấn nhóm chọn là nút nhấn nhả đấu theo kiểu thường mở NO

- Theo thiết kế nhóm đã đưa ra hệ thống thang gồm 6 nút nhấn bên trong,6 nút nhấn gọi tầng bên ngoài,2 nút nhấn cho chế độ thủ công và 1 nút nhấn bật hệ thống.

* Quá trình thi công lắp đặt nút nhấn

Hình 4.7 Sơ đồ vị trí nút ấn

Hình 4.8 Lắp đặt nút ấn

- Công tắc hành trình trong mô hình có nhiệm vụ xác định tầng và xác định giới hạn mở cửa buồng thang.

- Trong phần mô hình này nhóm đã sử dụng 6 công tắc hành trình để xác định tầng và 1 cái để vs chiều dài 160cm.

* Quá trình thi công lắp đặt

Hình 4.9 Công tắc hành trình

- Cảm biến mà nhóm chọn sử dụng là cảm biến tiệm cận cảm ứng từ loại NPN

- Ở mô hình nhóm đã sử dụng 2 cái cảm biến tiệm cận để làm cảm biến đóng cửa và cảm biến xác định bằng tầng

- Vị trí lắp đặt cảm biến bằng tầng là mặt dưới của giá đỡ động cơ mở cửa của buồng thang mục đích lắp ở vi trí này là để thuận tiện cho việc đi dây và không bị va trạm vào các thiết bị khác khi thang vận hành Để cảm biến xác định bằng tầng được nhóm đã tận dụng mặt bên của thanh thép gắn công tắc hành trình để gắn các tấm thép mỏng để cảm biến nhận biết hoạt động và gửi tín hiệu về PLC xác định vị trí bằng tầng được gọi là cờ.

- Phần đấu nối theo hướng dẫn của nhà sản xuất thì nhóm đấu dây xanh vào cầu đấu 0v của PLC,dây nâu vào cầu đấu 24v được lấy từ chân ngõ ra của PLC.

- Động cơ nhóm chọn là 2 động cơ giảm tốc sử dụng điện xoay chiều 220v.

- Nhiệm vụ của động cơ là gồm 1 dùng để kéo buồng thang và 1 để đóng mở của buồng thang

- Đối với động cơ kéo buồng thang thì nhóm đặt ở vị trí nóc của mô hình và điều chỉnh vị trí sao cho puly ở đầu động cơ sẽ nằm ở giữa cabin và đối trọng buồng thang Còn với động cơ đóng mở cửa thì nhóm cố định trên 1 giá đỡ được gắn với cabin, trên giá đỡ này thì nhóm đã làm 1 hệ thống bánh răng dây xích nhằm tạo chuyển động ngang để mở cửa.

- Phần đấu nối do 2 động cơ đều sử dụng điện xoay chiều 220v nên nhóm đã đấu các chân điều khiển động cơ vào relay trung gian để nhận tín hiệu điều khiển của PLC,phần 0v thì được đấu với cầu đấu 0v được lấy từ nguồn điện 220v.

- Relay trung gian được nhóm sử dụng trong mô hình này là loại 8 chân sử dụng điện

- Nhóm sử dụng 4 relay để điều khiển 2 động cơ kéo và đóng mở cửa

* Quá trình thi công lắp đặt

- Relay trung gian được nhóm lắp ở phần bảng điện ở cạnh mô hình chung với vị trí của các thiết bị điện khác.

- Phần đấu nối các chân 13-14 của relay được nhóm đấu với ngõ ra của PLC để kích tín hiệu điều khiển và chân 8-12 được đấu về động cơ để điều khiển.

- Là thiết bị quan trọng nhất trong toàn bộ mô hình chịu tránh nghiệm điều khiển toàn bộ hệ thống

- PLC được nhóm chọn là FX0N-40MT vì là dòng MT nên kiểu đấu sẽ là kiểu đấu

Quá trình thi công lắp đặt

- PLC được nhóm gắn ở bảng điện ở vị trí chính giữa để thuận tiện cho việc đấu nối các thiết bị.

- Phần đấu nối vì kiểu đấu là kiểu Sink nên các chân ngõ vào của PLC đều được đấu với cầu đấu 0v của PLC Chân COM ở phía ngõ vào được đấu điện 24v lấy từ ngõ ra của PLC Phần ngõ ra của PLC sẽ xuất tín hiệu 0v để điều khiển nên chân COM 3 của ngõ ra sẽ được đấu với cầu đấu 0v của PLC Các thiết bị điện đấu nối với PLC sẽ được đấu nối theo bản vẽ.

Kiểm tra và đánh giá hệ thống

❖ Hệ thống thang máy 4 tầng đã hoạt động đúng với các yêu cầu công nghệ cụ thể như sau:

- Buồng thang đi đến các tầng theo đúng nguyên lí hoạt động, dừng chính xác tại tầng nhờ 2 cảm biến tiệm cận

- Động cơ kéo bường thang và động cơ đóng mở của hoạt động nhờ vào tín hiệu của PLC

- Thang dừng chính xác nhờ cân bằng tải từ đối trọng buồng thang

- Cửa tầng tự động đóng nhờ hệ thống đối trọng cửa

- Cửa buồng thang mở đồng bộ được với cửa tầng.

- Hệ thống điều khiển cũng như các thiết bị điện hoạt động ổn định

- Hệ thống hoạt động ổn định đúng với những yêu cầu được đặt ra.Tuy với kinh phí và khả năng còn hạn chế nhưng nhóm đã làm thiết kế mô hình hệ thống thang máy 4 tầng bám sát với hệ thống thực tế

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Hệ thống thang máy 4 tầng đã hoạt động đúng với các yêu cầu công nghệ cụ thể như sau:

- Buồng thang đi đến các tầng theo đúng nguyên lí hoạt động, dừng chính xác tại tầng nhờ cảm biến từ đặt trên nóc cabin Báo vị trí tầng nhờ hệ thống công tắc hành trình được gắn ở mỗi tầng và hiển thị thông qua LED 7 thanh

- Động cơ truyền động cabin hoạt động với khởi động hãm dừng từ từ nhờ vào tín hiệu của PLC.

- Aptomat giúp bảo vệ động cơ khỏi các sự cố quá tải và ngắn mạch

- Cửa buồng thang tự động mở cửa khi đến các tầng và tự động đóng cửa nhờ vào cảm biến tiệm cận được gắn ở cửa buồng thang

- Cửa tầng tự đóng lại nhờ vào hệ thống đối trọng cửa tầng

Những phần đã làm được:

- Hiểu được nguyên lý hệ thống thang máy tải khách.

- Hiểu được các thiết bị sử dụng trong tủ điện của mô hình thang máy

- Hiểu được cách thiết kế thuật toán lập trình và kết nối máy tính với PLC FX0N

- Hiểu được tầm quan trọng của việc giám sát trong thang máy.

- Hiểu được cách đấu nối các thiết bị như cảm biến,công tắc hành trình.

- Hiểu được tầm quan trọng của việc giám sát trong thang máy.

- Hiểu được các cơ cấu các bộ phận cấu thành nên thang máy

- Mô hình thang máy còn thiếu một số thiết bị, như: Phanh khẩn cấp, Cảm biến trọng lượng,

- Phần lập trình cần tối ưu hơn nữa.

Hướng phát triển đồ án:

- Thêm các bài toán ưu tiên gọi tầng.

- Thêm số lượng tầng, thêm số lượng thiết bị an toàn.

- Thêm hệ thống giám sát như camera,nhận diện khuân mặt.

- Thêm hệ thống thẻ từ nhận,vân tay để diện cư dân.

- Thêm AI quản lý giám sát để kết nối với hệ thống BMS của tòa nhà.

Định dạng
Số trang	84
Dung lượng	10,45 MB