Nghiên cứu, hiệu chỉnh mô hình thang máy bốn tầng

LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp có đề tài: “ Nghiên cứu, hiệu chỉnh mô hình thang máy bốn tầng ” em tự thực hướng dẫn thầy Hà Tất Thắng Các số liệu kết hoàn toàn trung thực Ngoài tài liệu tham khảo dẫn cuối sách em đảm bảo không chép công trình người khác Nếu phát có sai phạm với điều cam đoan trên, em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày 06 tháng 09 năm 2016 Sinh viên thực Phạm Thành Trí MỤC LỤC 69 Danh mục bảng số liệu DANH MỤC HÌNH VẼ Danh mục bảng số liệu DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU Chương 1: Tổng quan thang máy LỜI NÓI ĐẦU Trong công công nghiệp hóa, đại hóa dất nước, với bùng nổ khoa học kĩ thuật Trong có ngành công nghiệp tự động hóa phát triển ngày mạnh mẽ, ngày rộng rãi, chiếm vị trí quan trọng phát triển kinh tế đất nước, ứng dụng ngày nhiều vào đời sống sinh hoạt, sản xuất ( điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ, ) Mặt khác nhờ công nghệ thông tin, công nghệ điện tử, từ phát triển loại thiết bị điều khiển khả trình PLC với nhiều ứng dụng rộng rãi nhánh kỹ thuật Các công ty, nhà máy, xí nghiệp thường sử dụng công nghệ lập trình PLC để phục vụ cho trình sản xuất Dây chuyền sản xuất tự động PLC giảm sức lao động công nhân mà sản xuất lại đạt hiệu cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội Đồ án tốt nghiệp em với đề tài: “ Nghiên cứu, hiệu chỉnh mô hình Thang máy bốn tầng” Thầy Hà Tất Thắng hướng dẫn gồm nội dung sau: Chương 1: Tổng quan thang máy Chương 2: Trang thiết bị điện tự động hóa Chương 3: Nghiên cứu hiệu chỉnh mô hình thang máy bốn tầng Chương 4: Ứng dụng PLC lập trình điều khiển cho mô hình thang máy bốn tầng Với tinh thần học hỏi, cố gắng nỗ lực hết sức, hướng dẫn tận tình thầy Hà Tất Thắng trình độ hiểu biết em nhiều hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý, bảo giúp đỡ thầy,cô để đề tài em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 06 tháng 09 năm 2016 Sinh viên thực Phạm Thành Trí 5 5 Chương 1: Tổng quan thang máy Chương TỔNG QUAN THANG MÁY 1.1 Khái niệm chung Thang máy thiết bị chuyên dùng để vận chuyển người, hàng hoá, vật liệu, v.v hoạt động lâu bền thường xuyên nhà hai tầng trở lên Cabin thang máy dẫn hướng ray dẫn hướng thẳng đứng nghiêng, nhiên cho phép góc nghiêng < 15 độ Nhiều quốc gia giới qui định nhà có số tầng lớn phải có thang máy đễ thuận lợi cho người sinh hoạt làm việc Giá thành thang máy trang bị cho công trình so với tổng giá trị công trình khoảng 6% đến 7% hợp lý Thang máy thường dùng khách sạn, công sở, chung cư, bệnh viện, đài quan sát, tháp truyền hình, nhà máy, công xưởng v.v Thang máy thiết bị đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt, liên quan trực tiếp đến tài sản tính mạng người Vì vậy, yêu cầu chung thang máy thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng sửa chữa phải tuân thủ cách nghiêm ngặt yêu cầu kỹ thuật an toàn quy định tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm Đặc điểm vận chuyển thang máy so với phương tiện vận chuyển khác thời gian chu kì vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn, đóng mở máy liên tục Ngoài ý nghĩa vận chuyển, thang máy yếu tố làm tăng vẻ đẹp tiện nghi công trình Các công trình tăng vẽ đẹp bên lắp đặt hệ thống thang máy phù hợp 1.2 Lịch sử phát triển Trên giới, thang máy sử dụng từ năm 60 kỷ XIX Đầu tiên thang máy phát triển với công tác xây dựng nhà cao tầng Theo điều kiện làm việc tòa nhà loại truyền động sử dụng truyền động thủy lực Đến năm 30 kỷ XX, ngành thang máy châu Âu châu Mỹ phát triển theo hai đường độc lập Ở châu Âu, nơi mà tòa nhà xây dựng với số tầng tương đối ít, chủ yếu người ta sử dụng thang máy có tời với tang quấn cáp kiểu cần trục Ở châu Mỹ, nơi mà ngành xây dựng nhà cao tầng phát triển rộng rãi người ta chế tạo thang máy với tời có puly dẫn cáp Hiện thang máy loại sử dụng phổ biến toàn giới 6 6 Chương 1: Tổng quan thang máy Ở Việt Nam thang máy có từ năm 1920 phát triển mạnh từ 10 năm gần Khai thác thị trường thang máy Việt Nam chủ yếu công ty hàng đầu giới : OTIS, Schindler, Mitsubishi, Hitachi, Kone Cho đến toàn quốc có nhiều công ty cho phép chế tạo, lắp đặt, bảo trì thang máy : Thiên Nam, Tự Động, Thái Bình, Á Châu, Tuy nhiên phải nhìn nhận, thang máy nhập thang máy nước khoảng cách xa độ tin cậy, chất lượng tuổi thọ Các công ty nước chủ yếu chế tạo thang máy tải hàng, thang máy đơn, thang cao cấp, thang nhóm phải nhập hoàn toàn từ nước Trong bối cảnh phát triển vượt bậc kinh tế Việt Nam, vùng đô thị bùng nổ phát triển với tốc độ cao, giải chỗ cho cư dân trở thành vấn đề cấp bách thành phố lớn đông dân TP Hồ Chí Minh Hà Nội Nguồn đất xây dựng cạn kiệt, đòi hỏi phải phát triển tòa nhà cao tầng để đáp ứng nhu cầu chỗ cho người lao động mà sử dụng vào mục đích khác khách sạn, cao ốc văn phòng… Việc lắp đặt thang máy tối cần thiết cho nhu cầu lại Hơn nữa, tòa nhà cao tầng mật độ lưu thông lớn hệ thống thang máy nhóm cần được lắp đặt để phục vụ Vấn đề cần giải hệ thống thang máy nhóm là: đáp ứng nhanh thời gian ngắn yêu cầu hành khách, đồng thời phải tiết kiệm lượng Một hệ thống thang máy đại hệ phức tạp bao gồm phận, hệ thống điện chương trình trình điều khiển Tuy nhiên hệ thống thang nhóm lại phức tạp công việc điều khiển đòi hỏi phải thực với độ xác tin cậy cao 1.3 Phân loại thang máy Tuỳ thuộc vào chức mục đích sử dụng công trình mà thang máy phân loại theo nhóm sau: 1.3.1 Phân loại theo công dụng − Chuyên chở người: Loại dùng để vận chuyển hành khách khách sạn, công sở, nhà nghỉ, khu trung cư, trường học vv − Chuyên chở người có tính hàng kèm: Loại thường dùng cho siêu thị khu triển lãm − Thang máy chuyên chở bệnh nhân: Dùng để vận chuyển bệnh nhân phương tiện vận chuyển bệnh nhân xe đẩy, xe lăn, giường bệnh vv 7 7 Chương 1: Tổng quan thang máy − Chở hàng có người kèm: Loại thường dùng nhà máy, công xưởng kho, thang dùng cho khách sạn vv chủ yếu dùng để trở hàng có người kèm phục vụ − Thang máy chuyên chở hàng người kèm: Là thang máy chuyên dùng để chở vật liệu, thức ăn khách sạn, nhà ăn tập thể vv Đặc điểm loại điều khiển cabin Ngoài có loại thang chuyên dụng khác thang máy cứu hỏa, thang chở ô tô vv 1.3.2 Phân loại theo hệ thống dẫn động − Thang máy dẫn động điện: Loại dẫn động cabin lên xuống nhờ động điện truyền qua hộp giảm tốc tới puly ma sát tang cáp Chính nhờ cabin treo cáp mà hành trình lên xuống không bị hạn chế Ngoài có loại thang dẫn động cabin lên xuống bánh (chuyên dùng để chở người phục vụ xây dựng công trình cao tầng) − Thang máy thuỷ lực (dẫn động xilanh pittông) : Đặc diểm loại thang cabin đẩy từ lên nhờ pít tông, xy lanh thủy lực nên hành trình bị hạn chế Hiện thang máy thủy lực với hành trình tối đa khoảng 18m, trang bị cho công trình cao tầng, kết cấu đơn giản, chuyển động êm, an toàn, giảm chiều cao tổng thể cho công trình có số tầng phục vụ buông mày đặt tâng − Thang máy khí nén 1.3.3 Phân loại theo vị trí đặt tời kéo − Bộ tời kéo đặt phía giếng thang − Bộ tời kéo đặt phía giếng thang − Dẫn động buồng thang lên xuống bánh răng, tời đặt buồng thang 1.3.4 Phân loại theo hệ thống vận hành - Theo mức độ tự động : + Đóng mở tay: cabin dừng tầng phải có người cửa tầng mở đóng cửa cabin cửa tầng 8 8 Chương 1: Tổng quan thang máy + Đóng mở bán tự động: cabin dừng tầng cửa cabin mở cửa tầng tự động mở, đóng phải dùng tay ngược lại + Đóng mở tự động: cabin dừng tầng cửa cabin cửa tầng tự động mở đóng nhờ cấu đặt đầu cửa cabin Thời gian tốc độ đóng, mở điều chỉnh - Theo tổ hợp điều khiển - Theo vị trí điều khiển 1.3.5 Phân loại theo thông số − Theo tốc độ di chuyển buồng thang: + Loại tốc độ thấp: v < m/s + Loại tốc độ trung bình: v = ÷ 1,25 m~s − + Loại tốc độ cao: v = 2,5 ÷ m/s + Loại tốc độ cao: v > m/s Phân loại theo trọng tải: + Thang máy loại nhỏ: Q < 60 kg + Thang máy loại trung bình: Q = 500 ÷ 2000 kg + Thang máy loại lớn: Q > 2000 kg 1.3.6 Phân loại theo hệ thống cân − Có đối trọng − Không có đối trọng − Có cáp xích cân dùng cho thang máy có hành trình lớn 1.3.7 Phân loại theo quỹ đạo di chuyển cabin − Thang máy thẳng đứng: loại thang máy có cabin di chuyển theo phương thẳng đứng, hầu hết thang máy sử dụng thuộc loại − Thang máy nghiêng: loại thang máy có cabin di chuyển nghiêng góc so với phương thẳng đứng − Thang máy zigzag: loại thang máy có cabin di chuyển theo đường zigzag 9 9 Chương 1: Tổng quan thang máy 1.3.8 Phân loại theo số cửa cabin − Thang máy có cửa − Thang máy có hai đối xứng − Thang máy có hai cửa vuông góc với 1.4 Kết cấu chung thang máy Đây sơ đồ cấu tạo thang máy chở người thông dụng nhất, dẫn động băng tời điện tới puly dẫn cáp ma sát Kết cấu thang máy gồm có phận sau: Hình 1.1 Kết cấu bố trí thiết bị thang máy 10 10 10 10 Chương Ứng dụng PLC lập trình điều khiển cho mô hình thang máy bốn tầng 4.6 Lưu đồ thuật toán Hình 4.4 Lưu đồ điều khiển 73 Chương Ứng dụng PLC lập trình điều khiển cho mô hình thang máy bốn tầng Chương trình điều khiển thang máy gồm nhiều khối chức với nhiệm vụ điều chỉnh tốc độ, điều khiển chiều lên hay xuống cabin, dừng vị trí đóng mở cửa để đón trả khách Chương trình điều khiển xử lý trường hợp giang, lưu lệnh trình vận hành Khi khách gọi tầng lên từ tầng đến tầng hay lên tầng cao so với vị trí tầng tại, tín hiệu lưu bảng tín hiệu gọi lên.Tương tự tín hiệu gọi tầng từ tầng xuống tầng hay xuống tầng thấp vị trí lưu bảng tín hiệu gọi xuống Cabin lên hướng chuyển động ưu tiên lên xác lập có tín hiệu bảng lên Trong trình cabin lên, chương trình vấn nhận tín hiệu gọi thang đến tầng khác, tín hiệu gọi phù hợp (hướng di chuyển yêu cầu lên vị trí lệnh gọi lớn vị trí cabin) tín hiệu bổ sung cho phép giang Tất tín hiệu không thuận lưu lại thực sau Sau phục vụ tất hành khách lên, thang máy thực hành trình xuống Tương tự thang máy chuyện động xuống Khi hai bảng lên xuống chương trình xét tới, bảng ghi trạng thái tích cực cho tín hiệu gọi cao với bảng lên thấp với bảng xuống Việc xét dừng buồng thang so sánh giá trị tầng thời tín hiệu bảng tích cực với tầng tường ứng Nếu việc so sánh thỏa mãn đống nhận lệnh dừng buồng thang timer khởi động tương đương với thao tác đóng mở cửa buồng thang 4.7 Lập trình Syswin 4.0 Từ lưu đồ hình 4.5, lập chương trình điều khiển thang máy bốn tầng PLC CPM 1A Omron 4.8 Nạp chương trình xuống PLC chạy thử mô hình 4.8.1 Nối máy tính với PLC − 74 Đấu nối phần cứng theo sơ đồ sau: Chương Ứng dụng PLC lập trình điều khiển cho mô hình thang máy bốn tầng Hình 4.5 Kết nối máy tính với PLC − Kết nối phần mềm chương trình Khởi động Syswin, vào menu Project chọn Communication − Download chương trình xuống PLC Mở menu Online, máy tính kết nối với PLC lệnh menu sáng ý đến lệnh: • Lệnh Mode: chế độ tùy chọn Run, Monitor, Stop/Program • Lệnh Download Program to PLC: Download chương trình xuống PLC • Lệnh Upload Program from PLC: Đọc chương trình từ PLC lên máy tính 75 Chương Ứng dụng PLC lập trình điều khiển cho mô hình thang máy bốn tầng • Vào menu Online, chọn mode Monitor +) Nhấp biểu tượng Monitoring lên menu lệnh +) Đưa tín hiệu vào PLC, xem kết PLC máy tính 4.8.2 Chạy thử mô hình Bước 1: Chuẩn bị • Cắm jac nối mô hình thang máy tủ điều khiển • Cấp nguồn xoay chiều 220 VAC cho tủ điều khiển • Bật atomat, đảm bảo đèn Led mạch nguồn sáng báo có điện, đèn Led bào vị trí buồng thang sáng bào thang máy tầng Bước 2: Chạy chế độ gọi tầng • Thang máy tầng 1, bấm nút gọi xuống tầng Thang máy di chuyển lên với tốc độ chậm Khi buồng thang lên tới vị trí cảm biến tầng 1, thang máy di chuyển với tốc độ cao Đến cảm biến tầng sáng, thang máy giảm tốc dừng hai cảm biến tầng sáng lúc buồng thang dừng vị trí Thang máy mở cửa đón khách • Tương tự với chế độ gọi lên xuống chế độ tầng, mô hình chạy ổn định Bước 3: Chạy chế độ giang • Thang máy vị trí tầng 1, bấm nút gọi xuống tầng Trong qua trình thang máy lên tới cảm biến tầng 2, bấm nút chọn lên tầng xuống tầng Thang máy lưu lệnh tầng cho phép giang tầng (mở cửa đón khách tầng 3) tiếp tục lên tầng Sau đón khách tầng 4, lệnh mới, thang máy thực lưu đón khách tầng Như vậy, thang máy hoạt động ổn định với chế độ lên, xuống chọn tầng chế độ giang, lưu lệnh Trong trình di chuyển, thang máy hoạt động với hai cấp tốc độ Động đóng mở cửa hoạt động tốt, thang di chuyển cửa đóng hoàn toàn 76 Kết luận KẾT LUẬN Sau thời gian học tập tìm hiểu thực tế hướng dẫn thầy, cô giáo môn tự động hóa xí nghiệp công nghiệp, đặc biệt thầy giáo Hà Tất Thắng Em hoàn thành đề tài đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu, Thiết kế, hiệu chỉnh, mô hình Thang máy bốn tầng” Nội dung đồ án gồm chương : Chương 1: Tổng quan thang máy Chương 2: Trang thiết bị điện tự động hóa Chương 3: Nghiên cứu hiệu chỉnh mô hình thang máy bốn tầng Chương 4: Ứng dụng PLC lập trình điều khiển mô hình thang máy bốn tầng Trong trình làm đồ án tốt nghiệp giúp em hiểu rõ khái quát bước thực thiết kế điều khiển thang máy dùng PLC Tuy nhiên trình độ chuyên môn hạn chế nên thiếu sai sót Vì em mong thầy, cô bảo để em trường công tác tốt Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 06 tháng 09 năm 2016 Sinh viên thực Phạm Thành Trí 77 Tài Liệu Tham Khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Bính, Giáo trính điện tử công suất, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật năm 2004 [2] Bùi Quốc Khánh – Nguyễn Văn Liễn – Nguyễn Thị Hiền, Truyền động điện, Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật năm 2001 [3] Vũ Quang Hồi – Nguyễn Văn Chất - Nguyễn Thị Liên Anh Trang bị điện máy công nghiệp, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật năm 2000 [4] Hà Tất Thắng, Bài giảng PLC năm 2007 [5] Vũ Liêm Chính - Phạm Quang Dũng – Hoa Văn Ngữ, Thang máy năm 2004 78 Phụ lục PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH 79 Phụ lục 80 Phụ lục 81 Phụ lục 82 Phụ lục 83 Phụ lục 84 Phụ lục 85 Phụ lục 86 Phụ lục 87 ... Nghiên cứu, hiệu chỉnh mô hình Thang máy bốn tầng Thầy Hà Tất Thắng hướng dẫn gồm nội dung sau: Chương 1: Tổng quan thang máy Chương 2: Trang thiết bị điện tự động hóa Chương 3: Nghiên cứu hiệu. .. bị điện tự động hóa Chương 3: Nghiên cứu hiệu chỉnh mô hình thang máy bốn tầng Chương 4: Ứng dụng PLC lập trình điều khiển cho mô hình thang máy bốn tầng Với tinh thần học hỏi, cố gắng nỗ lực hết... chuyển cabin − Thang máy thẳng đứng: loại thang máy có cabin di chuyển theo phương thẳng đứng, hầu hết thang máy sử dụng thuộc loại − Thang máy nghiêng: loại thang máy có cabin di chuyển nghiêng góc