BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TIỂU LUẬN MÔN HỌC HE THONG VI DIEU KHIEN
GVHD: TS NGUYEN QUOC DINH
HV: NGUYEN NAM PHUONG
LOP: CH-TUDONGHOA
KHOA: 2007 - 2010
Trang 2Bài kiểm tra môn học: Hệ thống Vi điều khiển
ĐÈ BÀI
Thiết kế phần cứng và phần mềm (sử dụng ngôn ngữ Assembly) cho hệ thống vi điều khiển 8051 đề điều khiển thang máy 4 tầng có các đặc điểm sau:
- _ Thang máy tốc độ trung bình, Thang máy có hai buồng thang, Có quá giang,
Có nhớ theo yêu cầu của khách
(Lưu đồ thuật tốn, phân cơng vào ra, thiết kế phần cứng và sơ đồ qui trình in trên giấy AI)
BÀI LÀM
1 Đặc điểm công nghệ thang máy 2 buồng:
Hiện nay, cùng với sự tăng trưởng mạnh mẽ của nền kinh tế quốc gia kéo theo nhu cầu về đô thị hóa tăng cao, các dự án đầu tư lớn về cơ sở hạ tầng, khu đô thị mới, chung cư cao cấp, trung tâm thương mại được xây dựng ngày càng nhiều Do vậy, nhu cầu tiêu thụ thang máy sẽ tăng lên rất nhanh trong những năm tới
Để đáp ứng nhu cầu thị trường, vấn đề đặt ra là cần phải tăng cường năng lực thiết kế lắp đặt các hệ thống thang máy
Theo dự báo nhu cầu sử dụng thang máy sẽ tăng lên khi các tòa nhà cao tầng mọc lên ngày càng nhiều theo sự phat triển của nền kinh tế nước ta Nhìn chung các hãng trên thế giới sản xuất thang máy đều có các chỉ tiêu kỹ thuật về cơ khí như: Kết cấu cơ khí thang máy phải đảm bảo vững chắc; Hệ thống cơ khí phải đảm bảo thang máy chuyên động êm, an toàn; Thang máy được lựa chọn là loại có hệ thống tời kéo phía trên hố thang; Hệ thống chan dé phải được thiết kế an toàn nhất; Kết cấu ca bin, khung cửa phải được làm bằng vật liệu có chất lượng cao; Số điểm dừng lấy theo số tầng cần phục vụ; Loại thang thường dùng là loại có cửa lùa mở từ giữa về hai phía; Hệ thống ray dan hướng cho ca bin và đối trọng phải là loại ray đặc chủng; Hệ thống | đối trọng dùng gang đúc có tỉ trọng cao; Hệ thống cáp kéo phải đảm bảo hệ số an toàn; Có hệ thống giảm chấn phù hợp với ca bin và đối trọng đặt ở dưới đáy giếng thang Trên co sở đó, thang may dugc van hanh theo nguyén ly vao/ra va di chuyển: Tại mỗi cửa tầng đều bố trí các nút gọi thang máy Khi nhận lệnh gọi của hành khách, thang máy sẽ di chuyền đến từng tầng có lệnh gọi theo một thứ tự nhất định và mở cửa buồng thang máy để hành khách bước vào Thang máy
sẽ tự động di chuyển tới tầng đã chọn đồng thời hiển thị vị trí hiện thời của
buồng thang Trong quá trình di chuyển nếu nhận được tín hiệu gọi của tang
tiếp theo thì thang máy sẽ tự động dừng lại ở tầng đó đón hành khách mới rồi
mới tiếp tục di chuyển tiếp Trong quá trình đi lên, thang máy sẽ không nhận lệnh gọi của các tầng thấp hơn vị trí hiện thời và ngược lại
Trang 3Bài kiểm tra môn học: Hệ thống Vi điều khiển
Khi di chuyển đến tầng hành khách đã chọn thì thang máy sẽ tự động giảm tốc độ từ từ và dừng hắn khi đến đúng cửa tầng Lúc này cửa thang máy sẽ mở ra cho hành khách bước ra đồng thời đón những hành khách mới Như vậy, hệ
thống điều khiển thang máy hiện nay là được thiết kế theo phương thức điều
khiển có tín hiệu phản hồi Các cảm biến được sử dụng trong thang máy chủ yếu là:
* Cảm biến trọng lượng để chống quá tải thang máy;
* Cảm biến vị trí để xác định vị trí buồng thang trong quá trình chuyển động; Cảm biến gia tốc để hạn chế tốc độ và gia tốc đi chuyên của buồng thang; và công tắc giới hạn hành trình để hạn chế hành trình di chuyển cúa buồng thang
Trong hệ thống truyền động tự động của thang máy, chất lượng truyền động thể hiện qua việc thang chuyển động nhanh, dừng êm và chính xác không gây cảm giác đột ngột cho người trong thang
Vấn đề đảm bảo an toàn cho người sử dụng luôn là mục tiêu hàng đầu của các nhà sản xuất thang máy Hệ thống các tín hiệu an toàn giúp việc lường trước được những tình huống có thể xảy ra khi vận hành, đồng thời có thể khắc phục sự cố một cách nhanh nhất Trong quá trình hãm của hệ thống khi vận hành thang thì quá trình hãm dừng buồng thang là rất quan trọng, nó không những ảnh hưởng tới năng suất mà còn liên quan tới mức độ an tồn của hệ thơng Do vậy, đề đảm bảo quá trình phanh có mức độ êm dịu và độ đừng chính xác trong các thang máy chở người, trước khi phần cơ khí làm việc, người ta thường hạ tốc độ của động cơ xuông tốc độ quay nhỏ Hệ thống an toàn và thiết bị bao vé sự cố đóng vai trò quan trọng cho chất lượng của thang máy hiện đại Các thiết bị an tồn phải được tính tốn chọn một cách hợp lý chính xác Hệ thống an toàn cơ khí phải được kết hợp với hệ thống an toàn điện, điện tử đề tạo nên độ tin cậy cao tránh xảy ra các sự có đáng tiếc Với thang máy hiện đại ngày nay các thiết bị an toàn phải được trang bị đầy đủ, hiện đại, có độ tin cậy cao Hệ truyền động cửa tầng thang được thực hiện chủ yếu là hệ biến tần động cơ và hệ truyền lực đai cuốn Hệ thống này có nhiều ưu điểm trong điều khiến truyền động đóng mở cửa êm, chính xác và tác động nhanh Việc bảo vệ các trường hợp sự cố được kiểm soát chặt chẽ và có các đầu ra điều khiển các thiết bị chấp hành khác Kết quả nghiên cứu đã đưa ra một hệ truyền động hiện đại, có đầy đủ cả chế độ thực hiện khi mất điện và việc đóng cắt chuyển nguồn cho an toàn thiết bị Nhờ có hệ thống chống mắt nguồn đột ngột, hệ điều khiển không bị ảnh hưởng do được nuôi bằng một hệ chống mắt nguôn công suất nhỏ, các cảm biến vị trí và các hệ đo lường cảnh báo khác vẫn làm việc bình thường Tuy nhiên, do nguồn bi mat, dong co truyền động bị dừng lại trong thời gian tức thời Lúc này, thiết bị điều khiến động cơ phải xả nguôn do các hệ lưu tích điện đang chứa và chuẩn bị đóng nguôn mới, cắt hệ nguôn cũ tránh có điện trở lại gây xung đột nguồn Sau khi nguồn mới được cấp, chương trình điều khiển sẽ làm việc theo một chương trình mới dành cho sự cố mắt điện, chương trình này sẽ điều khiển thang về tầng gần nhất sau đó mở cửa tầng để cho người đi ra, đồng
thời từ chối tất cá các lệnh gọi khác, cảnh báo hệ thống bị mắt điện Lúc này hệ
Trang 4Bài kiểm tra môn học: Hệ thống Vi điều khiển
thống cho phép việc mở cửa cabin, các hệ thống chuông báo và liên lạc thực hiện Sau đó truyền động công suất lớn khác sẽ không được thực hiện nhằm tiết kiệm điện năng có hạn của bộ lưu điện dự phòng Khi hệ thống có điện trở lại, các rơle cảm nhận trạng thái mắt điện sẽ có phản hồi cho biết nguồn điện đã có, hệ thống sẽ tự động thực hiện tuần tự các thao tác xả điện dư, đóng nguồn mới
và thực hiện theo chu trình điều khiển bình thường Hệ thống lưu điện được
phục hồi dần công suất bằng hệ thống nạp tự động
Như vậy, toàn bộ các hoạt động của thang máy được thực hiện theo sự điều khiển của phần mềm trung tâm như: phần mềm điều khiển cho modul thiết bị trung tâm; phần mềm cho vi xử lý thực hiện và truyền thông; phần mềm bảo vệ, cảnh báo và xử lý khi gặp sự cô; phần mềm điều khiển nâng hạ êm, chính xác buồng thang; phần mềm mơ phỏng tồn bộ hoạt động của thang máy; Các phần mềm đó một mặt giúp chúng ta hiểu sâu hơn về nguyên lý hoạt động của thang máy, cách vận hành và điều khiển động cơ, buồng thang, nguyên lý điều khiển kết hợp của thang máy Mặt khác còn xử lý vân đề quá tải đảm bảo tính an toàn và bảo vệ thiết bị cho thang cũng như người sử dụng thang máy = - —————————————— — ———————— ——— CSc cim tata VI ĐIỀ U KHIỂN XU LY Tin HIEU CLITA TANG VA BUONC Hiển tý - Céc atit bin INGUON DU PHONG I He thong rote Crác cế trì biếzt PLC He théng pha tu trợ DIEU KHIEN TRUNG TAM Prats > |
BIEN TAN BIEN TAN
[ DONG CG NANG HA ] {bone CG PONG MG cửa}
Hình 1- Cấu trúc hệ thống điều khiển thang máy
Thang máy được thiết kế để di chuyền với một tốc độ nhất định Tuy nhiên với
mỗi loại thang máy có tốc độ khác nhau thì khi tiến hành thiết kế phần mềm
điều khiển thang đều phải tính toán để cho hoạt động của thang máy được tối ưu nhất dựa trên hai chỉ tiêu: Thời gian chờ đợi của khách hàng là ngắn nhất, và quãng đường di chuyển của thang máy là ngắn nhất
Trong thực tế, hệ thống điều khiển thang máy rất phức tạp, nhất là đối với kỹ thuật tương tự Tuy nhiên, với sự ra đời của kỹ thuật số đã giúp hệ thống điều khiến thang máy được đơn giản hơn Một trong những ứng dụng điều khiển
Trang 5Bài kiểm tra môn học: Hệ thống Vi điều khiển
thang máy là sử dụng Vi điều khiển nói chung và Vi điều khiển họ 8051 nói riêng Hệ thống thang máy thực tế gồm: Hệ thông cửa, * Hệ thống yêu cầu, * Hệ thống chi thi, Báo hiệu quá tải, v v *
Bộ điều khiển trung tâm,
Hệ thông cung câp thông tin và năng lượng, Hệ thống thang máy hoạt động theo nguyên lý chung như sau:
* Khi cabin đang trong chế độ không tải thì cabin luôn chờ chỉ thị (yêu cầu) người sử dụng Khi có lệnh (yêu cầu) của người sử dụng, hệ thống xử lý sẽ kiểm tra và quyết định hoạt động cho cabin, hệ thống cửa, hệ thông thông
báo, hệ thống báo động,
Khi cabin đang hoạt động, nếu người sử dụng ra chỉ thị, bộ điều khiển trung tâm sẽ nhận tín hiệu và kiểm tra hoạt động hiện thời và hoạt động yêu cầu đề ra quyết định tiếp tục hay ngừng hoạt động của cabin
* Hoạt động theo chế độ taxi: cabin có thể lên, xuống theo yêu cầu nhưng không chấp nhận ngắt hoạt động hiện hành Hệ thống chỉ nhận lệnh khi có thông báo cabin không làm việc và bỏ qua tat cả yêu cầu khi cabin đang hoạt động Thông tin về tầng, buồng đang hiện hành và thống tin tầng, buồng yêu cầu được lưu lại và so sánh
Loại kết nói trực tiếp:
- Loại này chủ yếu áp dụng cho 2 thang (Duplex) dùng cùng 1 hệ điều khién (PLC or CC Card) kết nối trực tiếp với nhau và dùng chung nút gọi tang
- Kết nối tối đa cho kiểu nay là 04 thang (Quadruplex) với I hộp gọi chung và một hộp gọi riêng mỗi tầng
Loại kết nối gián tiếp:
Khác với kết nói trực tiếp, tín hiệu điều khiển được chia đều cho các thang không phân biệt Master, Slave Kết nối gián tiếp dùng riêng một tô hợp điều khiến nhận
và điều phối lệnh gọi cho các thang (GROUP-4,5,6, N), thậm chí có thể điều
khiển cho nhiều hơn I loại card trong nhóm
- Đầu vào GROUP nhận các tín hiệu trạng thái, chiều đi chuyền,vị trí, lệnh gọi
tầng của mỗi thang
- Đầu ra GROUP trả tín hiệu gọi cho thang phù hợp nhất với lệnh được gọi - Điều khiển nhóm là sau một thời gian vận hành, thang máy có thể “nhận biết”
được các yêu cầu chủ yếu về giao thông trong tòa nhà; hệ thông quản lý nhóm sẽ lựa chọn loại hình giao thông phù hợp với tòa nhà và lưu lại Ngoài ra, các loại hình giao thông đã được đăng ký vẫn có thể thay đôi và lưu lại căn cứ theo tình
hình mới Tùy theo sự khác biệt của các kiểu và dữ liệu lưu lượng giao thông
trong tòa nhà , “nhận biết” phương hướng và nhu cầu giao thông đặc biệt trong tòa nhà, đồng thời cung cấp các dữ liệu này cho hệ thống thông minh
Trang 6Bài kiểm tra môn học: Hệ thống Vi điều khiển
Đó là mong muốn của mọi nhà cung cấp nhưng thực tế mỗi hình thức, mỗi loại điều khiển Group đều có ưu và nhược điêm riêng Và lỗi phát sinh trong quá trình
vận hành nhóm là khó tránh khỏi
Vi du: Có lúc bạn đang đứng ở tầng 4 có một thang đang A ở trạng thái nhàn rỗi (tầng 4) Một thang B đang di chuyển theo chiều lên đến tầng 2 (mà chắc là nó
đang thực hiện lệnh gọi lên tầng > 4) bạn bdm mit goi chiêu lên Thang A không
mở cửa, Group System dang tinh rằng chỉ mát tới 1,5s nữa thang B sẽ dừng 6 tang 4 và cho bạn đi lên (đủ đk tải trọng) đỡ mắt công khởi động thang A Nhưng khi lệnh gọi của bạn trôi qua 1s thì ở tầng 3 có 2 lệnh goi cả lên lần xuống Lập tức thang A được phân công nhận tín hiệu gọi chiều xuông còn thang B dừng lại ở tang 3, mắt ít nhất 5s để mở rồi đóng cửa và mắt thêm gan 3s nữa để thang lên đến tầng 4 đón bạn Tổng cộng bạn mắt ít nhất 9s nữa mới gọi được thang, mà lẽ
ra bạn đã không phải đợi
Trang 7Bài kiểm tra môn học: Hệ thống Vi điều khiển
2 Giới thiệu linh kiện và trang thiết bị sử dụng: Y Vi diéu khién ho 8051: AT89C51 P0 ——| 1 o L— vo PLI 2 39 mo B12 3 38 PO PL3 4 37 p02 PL4 5 36 nS PLS pie —] 6 7 35 4 Ƒ— %5 Hải PL7 § 33 Tá P.0 — | 9 > — ead 10 31 EA/VPP P32 u 30 BLE as T— D 39 [-— PSEN P34 13 28 P0 P35S —| 14 27 [—- waa a 15 6 [— P2 P36 — ie 23 | — P3 P.7 — re a3 | B— P4 XTAL2 18 23 > 25 XTALI —] 20 2 Ze 1 Ƒ— p7 P2.6 GND XÃ Hình 2- Vi điều khiển A T89C5I1 v IC giải mã: 74LS47 VCC i „ ® cơ ° a o BC D A GND Hinh 3- IC giai ma 74LS47 Đèn LED: gfSab 0 LLII _— | | ITT TI Chan- + edic LED don LED 7 thanh
Hinh 4- LED bay doan
* Các rơ-le hoạt động điện áp 5V: dùng đóng/ngắt mạch
Trang 8Bài kiểm tra môn học: Hệ thống Vi điều khiển
Trang 11Bài kiểm tra môn học: Hệ thống Vi điều khiến 6 Chương trình điều khiến:
.wew% k$ %%%% %% % 1% %X% %%À% %X%%% % %%%% %% %%X%W %X%Ä$%% %6 %% W %%% W %% %X%%WW Xs
, ,
3; CHUONG TRINH DIEU KHIEN H.HONG THANG MAY HAI BUONG BON TANG; ; NGUYEN NAM PHUONG - LOP CAO HOC 07-10, NGANH TU DONG HOA 3