Thiết kế và điều khiển mô hình thang máy bằng vi xử lý PIC 16F877A

TRNG I HC M THÀNH PH H CHÍ MINH KHOA XÂY DNG VÀ IN  ÁN TT NGHIP K S NGÀNH CÔNG NGHIP THIT K VÀ IU KHIN MÔ HÌNH THANG MÁY BNG VI X LÝ PIC 16F877A SVTH : TRN MINH PHNG MSSV : 20762073 GVHD : ThS. TNG THANH NHÂN TP. H Chí Minh, tháng 2 nm 2012  án tt nghip k s công nghip GVHD : Tng Thanh Nhân SVTH : Trn Minh Phng MSSV : 20762073 LI M U Thang máy là mt thit b không th thiu trong vic vn chuyn ngi và hang hóa… theo phng thng đng trong các nhà cao tng. Chính vì vy, t khi thang máy xut hin dn nay, thang máy luôn đc nghiên cu, ci tin, hin đi hóa đ đáp ng nhu cu ngày càng cao ca con ngi. Trong nhng nm gn đây, ti Vit Nam, yêu cu v nhà  tng trong khi qu đt hn ch. Do đó, xu hng phát trin nhà theo chiu cao là t t yu. Vì vy thang máy ngày càng tng v s lng cng nh đ cao. Mc đích nghiên cu ca em là: Thit k và điu khin mô hình thang máy bng vi x lý PIC16F877A – đây là mt đ tài khá mi trong vic ng dng thc hành vi x lý. Do dó nhim v nghiên cu ca em li càng khó khn hn trong khi hiu bit c bn v thang máy cha nhiu. Tuy nhiên, đ hoàn thành nghiên cu và nâng cao hiu bi t ca bn thân, em dã c gng tìm hiu qua các tài lu và qua thc t lp ráp mô hình thang máy. Vì đây là thit k mô hình thang máy và hiu bit thang máy cha nhiu, nên nghiên cu ch tp trung vào các phn chính sau: - Gii thiu v thang máy. - Mt s mch s dng trong mô hình. - Lu đ gii thut và gii thut cho mô hình thang máy.  án tt nghip k s công nghip GVHD : Tóng Thanh Nhân SVTH : Trn Minh Phng MSSV : 20762073 LI CM N u tiên em xin gi li chúc sc khe đn toàn b thy cô và các đoàn th ca trng i hc M Tp.H Chí Minh. Em gi li cám n đn khoa Xây dng và in đã to điu kin cho em đc nhn đ tài tt nghip. Vi s c gng ca bn thân và s giúp đ t gia đình, bn bè cùng s ch bo tn tình ca các th y cô trong b môn, đc bit là s hng dn ca thy Tng Thanh Nhân mà em đã hoàn thành đ án này. Em rt mong nhn đc nhng góp ý , b sung ca thy cô và bn bè đ đ án ca em đc hoàn thin hn. Em xin gi đn gia đình, bn bè, thy Tng Thanh Nhân các thy cô trong b môn li cám n trân thành nht.  án tt nghip k s công nghip GVHD : Tóng Thanh Nhân SVTH : Trn Minh Phng MSSV : 20762073 MC LC Li m đu Li cm n Mc lc Chng 1: GII THIU THANG MÁY 1 1.1. Khái nim chung v thang máy 1 1.2. Phân loi thang máy 2 1.2.1. Theo công dng thang máy 2 1.2.2. Theo h thng dn đng cabin 4 1.2.3. Theo v trí đt b ti kéo 1.2.4. Theo h thng vn hành 1.2.5. Theo thông s c bn 1.2.6. Theo kt cu các cm c bn 1.2.7. Theo v trí ca cabin và đi trng ging thang 1.2.8. Theo qu đo di chuyn c a cabin 1.3. Các nguyên tc hot đng c bn ca thang máy 1.4. Nhng tham s cn bit đi vi thang máy 1.5. Các yêu cu truyn đng thang máy 1.5.1. Yêu cu c bn ca h truyn đng thang máy 1.5.2. Dng chính xác bung thang 4 6 6 6 6 6 7 7 8 8 9 1.5.3. B cm bin dng chính xác bung thang 11 Chng 2: GII THIU MÔ HÌNH THANG MÁY 14 2.1. Gii thiu mô hình thang máy 14 2.1.1. ng c truyn đng 14 2.1.2. Dây truyn đng 2.1.3. Bung thang 2.1.4. i trng 2.1.5. Thanh ray 14 15 15 15 2.2. S đ khi mô hình thang máy 15 2.3. Gii thiu nhim v tng khi 2.3.1. Khi PIC16F877A 2.3.2. Khi bàn phím 2.3.3. Khi cm bin 2.3.4. Khi led hin th 2.3.5. Khi điu khin đng c 2.3.6. Khi ngun 15 15 16 17 18 18 19 Chng 3: PHÂN TÍCH VÀ THIT K MCH IU KHIN TRONG MÔ HÌNH THANG MÁY DÙNG PIC 16F877A 20 3.1. Kh i PIC16F877A 20 3.1.1. Chân Reset, dao đng, ngun 20 3.1.2. Nhim v ca các Port 3.1.3. Ngt ngoài INT_EXT 3.2. Khi bàn phím 3.3. Khi cm bin 3.4. Khi led hin th 3.5. Khi điu khin đng c 3.6. Khi ngun 21 22 22 23 24 25 26 Chn g 4: LU  GII THU  T 28 4.1. Ngt – nhn tín hiu gi tng 4.2. Hot đng ca mô hình thang máy 4.2.1. Quá trình m và đóng ca ca bung thang 28 31 32  án tt nghip k s công nghip GVHD : Tóng Thanh Nhân SVTH : Trn Minh Phng MSSV : 20762073 4.2.2. Quá trình đi lên và đi xung ca bung thang 4.2.3. Hot đng chính ca mô hình thang máy Chng 5: CHNG TRÌNH 5.1. Mt s điu lu ý vi vic điu khin mô hình thang máy 5.2. Chng trình 33 35 36 36 37 KT LUN 50 PH LC 1 PH LC 2 – TNG QUAN V PIC16F877A 1. c đim vi điu khin PIC16F877A 2. T chc b nh 2.1. B nh ch ng trình 2.2. B nh d liu 2.2.1. Thanh ghi chc nng đc bit SFG 2.2.2. Thanh ghi mc đích chung GPR 2.2.3. STACK 3. Timer 3.1. Timer 0 3.2. Timer 1 3.3. Timer 2 4. ADC 5. Comparator 6. CCP 7. Giao tip ni tip 7.1. USART 7.2. MSSP 8. Cng giao tip song song PSP (PARALLEL SLAVE PORT) 9. Ngt (INTERRUPT) 10. Watchdog Timer (WDT) 11. Ch đ SLEEP 51 52 52 52 52 53 54 56 56 56 56 57 58 59 60 62 65 65 66 67 67 68 69 DANH MC TÀI LIU THAM KHO DANH MC WEBSITE THAM KHO 71 71  án tt nghip k s công nghip GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân SVTH : Trn Minh Phng MSSV : 20762073 Trang 1 CHNG 1: GII THIU THANG MÁY 1.1. Khái nim chung v thang máy Thang máy là mt thit b chuyên dùng đ vn chuyn ngi, hàng hóa, vt liu, v.v… theo phng thng đng hoc nghiêng mt góc nh hn 15 o so vi phng thng đng theo mt tuyn đã đnh sn. Thang máy thng đc s dng trong các khách sn, công s, chung c, bnh vin, đài quan sát, v.v… c đim vn chuyn thang máy so vi các phng tin vn chuyn khác là thi gian ca mt chu k vn chuyn bé, tn sut vn chuyn ln. Ngoài ý ngha v vn chuyn, thang máy còn là mt trong nhng yu t làm t ng v đp và tin nghi ca công trình. Tùy theo đi tng nâng, chuyn khác nhau mà thang máy có cu to phù hp. Nhng thang máy có th phân thành 2 phn chính: - Bung thang: Cabin, đi trng, h ging. - Bung máy (ni đt phn máy , b trí  trên cùng ca ging thang). Hình 1.1 – Kt cu ca thang máy.  án tt nghip k s công nghip GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân SVTH : Trn Minh Phng MSSV : 20762073 Trang 2 1.2. Phân loi thang máy. Thang máy hin nay rt đa dng, vi nhiu kiu, loi khác nhau đ phù hp vi mc đích s dng ca tng công trình. Có th phân loi thang máy theo các nguyên tc và đc đim sau: 1.2.1.Theo công dng thang máy: - Thang máy chuyên ch ngi (thang máy dân dng). Loi này thng dùng trong khách sn, công s, chung c, trng hc v.v… Hình 1.2 – Thang máy dân dng - Thang máy chuyên ch bnh nhân. Thang máy loi này thng thy  bnh vin, khu điu dng. Nó có kích thc ln đ cha đc bng ca hoc ging ca bnh nhân, cùng vi bác s, nhân viên và dng c cp cu đi kèm. Hình 1.3. – Thang máy chuyên ch bnh nhân  án tt nghip k s công nghip GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân SVTH : Trn Minh Phng MSSV : 20762073 Trang 3 - Thang máy chuyên ch ngi có tính đn hàng đi kèm. Thng đc dùng cho siêu th, khu trin lãm. - Thang máy chuyên ch hàng có ngi đi kèm. Thng thy  kho, nhà máy, công xng v.v… Hình 1.4. – Thang máy chuyên ch ngi và hàng. - Thang máy chuyên ch hàng không có ngi đi kèm. Loi thang này chuyên dùng đ ch vt liu, thc n trong khách sn, nhà n tp th v.v… Hình 1.5 – Thang máy chuyên ch hàng không có ngi đi kèm.  án tt nghip k s công nghip GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân SVTH : Trn Minh Phng MSSV : 20762073 Trang 4 1.2.2.Theo h thng dn đng cabin - Thang máy dn đng bng đin. c đim loi này là không b hn ch trong hành trình lên xung. - Thang máy dn đng cabin bng bánh rng. - Thang máy thy lc. c đim ca loi thang này là hành trình b hn ch (ti đa 18m). 1.2.3.Theo v trí đt b ti kéo - i vi thang máy đin: b ti kéo đ t phía trên ging thang, b ti kéo đt  phía di ging thang. - i vi thang máy dn đng cabin bng bánh rng thì b ti dn đng đt ngay trên nóc cabin. Hình 1.6 – Thang máy có b ti đt trên ging thang. a,b) Thang máy dn đng bng puly ma sát. c) Thang máy dn đng bng tang cun cáp.  án tt nghip k s công nghip GVHD : ThS. Tng Thanh Nhân SVTH : Trn Minh Phng MSSV : 20762073 Trang 5 Hình 1.7 – Thang máy có b ti đt di ging thang a)Cáp treo trc tip vào dm trên ging thang. b)Cáp vòng qua đáy cabin. - i vi thang máy thy lc: bung máy đt ti tng trt. Hình 1.8 – Thang máy có b nâng thy lc. a) Pittông đy trc tip t bên di cabin. b) Pittông đy trc tip t phía sau cabin. c) Pittông kt hp vi cáp đy gián tip t phía sau cabin. [...]... giúp cho cabin và i tr ng di chuy n t nh ti n theo úng v trí ã nh s n 2.2.S kh i c a mô hình thang máy Led hi n th Bàn phím Kh i ngu n PIC 16F877A Kh i c m bi n Hình 2.3 – S i u khi n ng c kh i c a mô hình thang máy 2.3.Gi i thi u nhi m v c a t ng kh i 2.3.1.Kh i PIC 16F877A Trung tâm x lý tín hi u Nh n tín hi u t kh i bàn phím và kh i c m bi n Các tín hi u này c x lý và a ra kh i hi n th và kh i i u... PIC 16F877A 3.1 Kh i PIC 16F877A ây là trung tâm x lý tín hi u V i IC c dùng cho l p trình x lý là PIC 16F877A Lo i vi x lý này có l nh dài 14bit, b nh ch ng trình g m 8000 t nh , m i t nh dài 14bit PIC 16F877A có 368 byte RAM và 256 byte EEFROM Có th làm vi c v i xung nh p th ch anh 20MHz tr xu ng Trong mô hình thang máy ta s d ng th ch anh 20MHz M t l nh c th c thi v i 4 xung nh p, t ng ng 0,2 PIC. .. Các nguyên t c ho t ng c b n c a thang máy C n c vào i u ki n làm vi c c a thang máy và ph thu c vào s an toàn c a h th ng nên c c u i u khi n thang máy c n tuân th theo m t s yêu c u sau: - Khi bu ng thang ang di chuy n thì các c a t ng, c a bu ng thang, c a t ng h m ph i óng kín m b o cho ng i v n hành và hàng hóa v n chuy n - Trong các thang máy hi n i, khi thang máy ang ho t ng v n có th n nút g... ng thang nh hình 2.1 Hình 2.1 – i tr ng t m t bên bu ng thang Bên hông bu ng thang và bên hông i tr ng có 2 c p thanh ray t ng ng v i i tr ng và bu ng thang Thanh ray giúp cho bu ng thang và i tr ng di chuy n lên xu ng mà không l ch v trí Mô hình thang máy g m có các ph n sau: ng c truy n ng - Dây truy n ng - Bu ng thang (Cabin) i tr ng - Thanh ray 2.1.1 ng c truy n ng ng c truy n ng s d ng cho mô hình. .. i c tc nh d c gi ng thang, cách v trí sàn c a m i t ng m t v trí ã c tính toán Còn c m bi n ki u chân không t trên nóc c a bu ng thang SVTH : Tr n Minh Ph ng MSSV : 20762073 Trang 13 án t t nghi p k s công nghi p CH GVHD : ThS T ng Thanh Nhân NG 2: GI I THI U MÔ HÌNH THANG MÁY 2.1.Gi i thi u mô hình thang máy Mô hình thang máy có 4 t ng bao g m t ng tr t (t ng 0), t ng 1, t ng 2 và t ng 3 i tr ng c... a thang máy V i nhà cao t ng, vi c dùng thang máy có t c s ti t ki m c nhi u th i gian Tuy v y t ng t c thang máy òi h i chi phí t ng N u t ng t c thang máy t 0,75(m/s) lên 3,5(m/s) thì giá thành s t ng lên t 4 n 5 l n Do v y, tùy theo cao c a nhà mà ph i ch n thang máy có t c phù h p T c di chuy n trung bình c a bu ng thang có th t ng b ng cách gi m th i gian m máy ( ng c truy n ng) và hãm máy Có ngh... = 0 lenhdongcua = 1 K t thúc Hình 4.3 – L u B t gi i thu t nút óng c a bu ng thang u Nút m c a c nh n ? Y chophep = 1 & lenhdongcua=0? Y N N lenhmocua = 0 lenhmocua = 1 K t thúc Hình 4.4 – L u gi i thu t nút m c a bu ng thang 4.2 Ho t ng c a mô hình thang máy Khi thang máy ch ch tín hi u, bu ng thang d ng di chuy n, ch tín hi u a vào ti p t c ho t ng Khi ch i lên, thang máy s u tiên d ng khi có l nh... ng thang máy Yêu c u c b n c a h truy n ng thang máy là b o m cho bu ng thang chuy n ng êm Bu ng thang chuy n ng êm hay không là ph thu c vào gia t c khi kh i ng, khi hãm, khi phanh Các tham s c tr ng cho chuy n ng c a thang máy là: - V n t c di chuy n: v (m/s) - Gia t c: a (m/s2) gi t: (m/s3) T c thang máy c thi t k c n c theo lo i t i mà nó mang và quãng ng t ng ho t ng T c quy t nh n ng su t c a thang. .. RC3 c a kh i PIC1 6F877A Tín hi u i u khi n này c a vào opto cách ly quang v i m c ích tách kh i PIC1 6F877A ra kh i ph n công su t c a kh i i u khi n ng c Chân RC0 và RC1 i u khi n quay thu n và quay ngh ch ng c truy n ng di chuy n lên xu ng c a bu ng thang Chân RC2,RC3 i u khi n vi c quay thu n và quay ngh ch c a ng c c a bu ng thang S quay thu n ho c quay ngh ch c a bu ng thang ng v i vi c óng ho... v hàng hóa và các ch t l ng trong khi di chuy n M t i l ng quan tr ng trong yêu c u truy n ng thang máy là gi t gi t sinh ra do s thay i l n c a gia t c gi t có nh h ng r t l n t i chuy n ng êm c a thang máy Công th c tính gi t c a thang máy là: o hàm b c nh t c a gia t c: - o hàm b c hai c a t c : Trong tr ng h p v i thang máy thông máy, ch ho t ng n nh, hãm t i t c Trong tr ng h p thang máy n gi n