Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển PLC cho thang máy

NG THNH CễNG B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI - NG THNH CễNG C IN T NGHIấN CU THIT K H THNG IU KHIN PLC CHO THANG MY LUN VN THC S KHOA HC C IN T KHO 2009 H Ni 2012 B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI NG THNH CễNG NGHIấN CU THIT K H THNG IU KHIN PLC CHO THANG MY Chuyờn ngnh: CƠ ĐIệN Tử LUậN VĂN THạC Sĩ KHOA HọC NGƯờI HƯớNG DẫN KHOA HọC: TS NGUYN TRNG DOANH Hà Nội 2012 Lun thc s khoa hc MC LC LI CAM OAN DANH MC HèNH V LI M U CHNG TNG QUAN V THANG MY V IU KHIN PLC 1.1 TNG QUAN V THANG MY 1.1.1 nh ngha 1.1.2 Phõn loi 1.1.3 Kt cu v hot ng ca thang mỏy 1.1.4 Cỏc h truyn ng in thang mỏy 17 1.1.5 Mt s h thng iu khin thang mỏy 18 1.2 TNG QUAN V IU KHIN PLC, B IU KHIN PLC S7 300 29 1.2.1 Tng quan v iu khin PLC 29 1.2.2 B iu khin PLC S7-300 37 CHNG PHN TCH THIT K S IU KHIN THANG MY CABIN TNG 41 2.1 S KHI S B IU KHIN THANG MY CABIN TNG 41 2.2 LA CHN GHẫP NI BIN TN NG C 44 2.3 THIT K NT GI TNG, GI THANG, SENSOR, GHẫP NI PLC BIN TN 48 CHNG CC GII THUT IU KHIN THANG MY, XY DNG LU IU KHIN 56 3.1 Lí THUYT HNG I 56 3.1.1 Khỏi nim chung v h thng hng i 56 3.1.2 Cỏc c trng ca hng i 56 3.1.3 Cỏc thnh phn chớnh ca h thng hng i 56 3.2 NG DNG Lí THUYT HNG I XY DNG LU THUT TON IU KHIN 58 3.2.1 Lu thut toỏn cú phớm gi thang xung thang mỏy ang dng 59 3.2.2 Lu thut toỏn cú phớm gi thang xung thang mỏy ang chy lờn 60 3.2.3 Lu thut toỏn cú phớm gi xung thang mỏy ang i xung 61 HVTH: ng Thnh Cụng Lun thc s khoa hc 3.2.4 Lu thut toỏn cú phớm gi lờn thang ang dng 62 3.2.5 Lu thut toỏn cú phớm gi lờn thang mỏy ang hnh trỡnh xung 63 3.2.6 Lu thut toỏn cú phớm gi lờn thang mỏy ang hnh trỡnh lờn 64 3.2.7 Lu thut toỏn cú phớm gi tng thang mỏy ang dng 65 3.2.8 Lu thut toỏn cú phớm gi tng thang mỏy ang chy xung 66 3.2.9 Lu thut toỏn tng quỏt 68 CHNG LP TRèNH IU KHIN THANG MY TRấN STEP 5.5 73 4.1 CHNG TRèNH STEP V CC NGễN NG LP TRèNH 73 4.1.1 Gii thiu chung 73 4.1.2 Cỏc ngụn ng lp trỡnh v cỏc hm c bn 73 4.2 THIT LP CC NGế VO RA V KHI TO CHNG TRèNH TRấN STEP 87 4.2.1 Thit lp cỏc Ngừ vo 87 4.2.2 Khi to chng trỡnh SimaticManager Step V5.5 90 4.3 CHNG TRèNH IU KHIN 93 KT QU NGHIấN CU V LUN BN 115 TI LIU THAM KHO 116 HVTH: ng Thnh Cụng Lun thc s khoa hc LI CAM OAN Tụi xin cam oan bn lun vi ti: Nghiờn cu thit k h thng iu khin PLC cho thang mỏy tụi t thc hin di s hng dn khoa hc ca TS Nguyn Trng Doanh Cỏc s liu v kt qu hon ton trung thc Tụi xin hon ton chu trỏch nhim nu iu ú khụng ỳng s tht Hc viờn thc hin ng Thnh Cụng HVTH: ng Thnh Cụng Lun thc s khoa hc DANH MC HèNH V Hỡnh 1.1 S cu to chung ca thang mỏy Hỡnh 1.2 Cm bin v trớ kiu c khớ Hỡnh 1.3 Cm bin v trớ kiu cm ng Hỡnh 1.4 Cm bin quang Hỡnh 1.5 Cm bin in dung Hỡnh 1.6 Cm bin in cm Hỡnh 1.7 Phn t HALL Hỡnh 1.8 B cm bin hng ngoi HN911L Hỡnh 1.9 S nguyờn lý h thng truyn ng mỏy phỏt ng c(F-) Hỡnh 1.10 S nguyờn lý h thng b bin i tnh-ng c mt chiu Hỡnh 1.11 S nguyờn lý h b bin tn -ng c khụng ng b Hỡnh 1.13 H thng t ng khng ch thang mỏy tc trung bỡnh Hỡnh 1.14 Cu trỳc c bn ca PLC Hỡnh 1.15 Chu k quột ca PLC Hỡnh 1.16 S kt ni ca PLC vi cỏc thit b Hỡnh 1.16 S kt ni PLC S7-300 Hỡnh 1.17 Cỏc cng giao tip ca PLC S7-300 Hỡnh 1.18 S phõn b cỏc racks Hỡnh 1.19 Cu hỡnh tng quỏt ca mt PLC S7-300 vi bn thnh rack ni vi nh module IM v cỏp ni 386 Hỡnh 2.1 S s b h thng iu khin thang mỏy cabin tng Hỡnh 2.2 S cỏc u ni iu khin Hỡnh 2.3 S ghộp ni bin tn ng c Hỡnh 2.4 S to mó bn phớm Hỡnh 2.5 Nỳt n n tng trờn cabin Hỡnh 2.7 S ghộp ni PLC Bin tn S NGUYấN Lí IU KHIN THANG MY TNG LU THUT TON CHNG TRèNH IU KHIN HVTH: ng Thnh Cụng Lun thc s khoa hc LI M U Trong nhng nm gn õy, cựng vi s phỏt trin ụ th, cỏc khu nh cao tng phc v nhu cu nh v phũng lm vic ngy cng xut hin nhiu kộo theo nhu cu v cỏc loi thang mỏy chuyn ngi v hng húa theo phng thng ng rt a dng v chng loi, t cỏc loi thang chuyn vi s lng v tc t n 15 tng, n nhng loi thang mỏy phc v cho nhng tũa nh lờn ti hng chc tng vi tc cao Thi gian u, a s cỏc loi thang mỏy c nhp khu ton b t nc ngoi bi cỏc thng hiu ln nh ThyssenKrupp, Mitsubishi, Sanyo, Fuji, hoc t nh mỏy sn xut ti Vit nam nh Mitsubishi nhng cụng ngh ch to hon ton ca nc ngoi Thi gian gn õy cỏc trng i hc, vin nghiờn cu v cỏc cụng ty Vit nam cng ó v ang tng hc hi, nghiờn cu tin ti tng bc ch to thang mỏy thng hiu Vit Nam Ban u n thun l nhp khu ton b cỏc linh kin v lp rỏp, v sau cỏc cụng ty cng ó ch to c cỏc b phn nh bung thang v cỏc chi tit c khớ Hin nay, mt s ti nghiờn cu v k s mt s cụng ty cng ang nghiờn cu thit k ch to b phn iu khin nhng a s thng s dng phng phỏp tớch hp cỏc mch iu khin thit k sn c nhp khu, vớ d nh: cụng ty thang mỏy Thiờn Nam, cụng ty thang mỏy An Bỡnh Vi lun tt nghip: Nghiờn cu thit k h thng iu khin PLC cho thang mỏy hc viờn thc hin mong mun c tỡm hiu, th nghim ng dng cụng ngh iu khin PLC ng dng iu khin thang mỏy Trong khuụn kh lun ny, cha cú iu kin ỏp dng ch to thang mỏy thc t, nhiờn, hc viờn luụn c gng tỡm hiu, thit k da trờn nhng d liu thc t v mụ hỡnh iu khin thang mỏy 07 tng cabin lm c s cho bi toỏn iu khin Qua quỏ trỡnh thc hin lun vn, hc viờn ó thu nhn c nhiu kin thc hu ớch cng nh phng phỏp lun thit k ng dng iu khin PLC vo mt bi toỏn thc t c s hng dn tn tỡnh ca thy hng dn Ts Nguyn Trng Doanh, n em ó hon thnh lun tt nghip ca mỡnh Mc dự c trang b cỏc kin HVTH: ng Thnh Cụng Lun thc s khoa hc thc c bn, nhng kh nng cựng vi hiu bit thc t cũn hn ch, nờn lun tt nghip khụng trỏnh nhng thiu sút v mt k thut cng nh ni dung Vỡ vy em rt mong nhn c nhng ý kin ca cỏc thy, cụ lun ca em c tt hn v b sung nhng kin thc cũn thiu nhm ỏp ng yờu cu ca mt thc s c in t Em xin chõn thnh cm n thy hng dn, cựng th thy cụ giỏo Vin c khớ ó giỳp em hon thnh lun tt nghip ny H Ni, ngy 23 thỏng 03 nm 2012 Hc viờn ng Thnh Cụng HVTH: ng Thnh Cụng Lun thc s khoa hc CHNG TNG QUAN V THANG MY V IU KHIN PLC 1.1 TNG QUAN V THANG MY 1.1.1 nh ngha Thang mỏy l thit b s dng chuyn ngi, hoc vt lờn hoc xung theo phng thng ng Thang mỏy c s dng cỏc hm lũ, cỏc cụng trng, v ph bin nht l cỏc tũa nh Ngy thang mỏy luụn c coi l mt b phn ca h thng giao thụng ni b (local traffic system) cú th bao gm hnh lang (corridor), thang b (stair), thang cun (escalator), thang mỏy (elevator, lift) nhm phc v nhu cu di chuyn mt hng mc no ú nh siờu th, tũa nh phũng vv Theo tiờu chun BS EN81:1998 thang mỏy cú th chuyn ti a ngi/m2 cao hn rt nhiu so vi thang b, thang cun Kh nng S ngi/m2 TT Phng tin Chiu chuyn Hnh lang Ngang 84 1,4 Cu thang Mt nghiờng 60 Thang cun Mt nghiờng 75 2,5 Thang mỏy Thng ng 50 chuyn Bng 1.1 Nng lc chuyn ca mt s phng tin giao thụng ni b Thang mỏy thng c dựng cho cỏc tũa nh cao trờn tng - Thang mỏy tc : v= ữ 2,5 m/s Thng dựng cho cỏc nh cú s tng t ữ 12 tng - Thang mỏy tc :v =2,5 ữ m/s Thng dựng cho cỏc nh cú s tng trung bỡnh >16 tng - Thang mỏy tc: v = 5m/s Thng dựng cỏc to thỏp cao tng HVTH: ng Thnh Cụng Lun thc s khoa hc i vi thang mỏy ch ngi yờu cu rt cao Khụng nhng phi m bo v thm m v tin li nh bung thang (cabin) p, sang trng, thụng thoỏng , ờm m cũn phi y cỏc thit b an ton, m bo tin cy nh: in chiu sỏng d phũng mt in,in thoi ni b(interphone), chuụng bỏo,b hóm bo him, an ton cabin (i trng), cụng tc an ton ca ca bung thang, khoỏ an ton ca tng, b cu h mt ngun in 1.1.2 Phõn loi Tựy theo quan im, thang mỏy c phõn loi nh sau: Phõn loi theo chc nng: - Thang mỏy chuyờn ch ngi - Thang mỏy ch ngi v cú hng i kốm - Thang mỏy chuyn ch hng v cú ngi i kốm - Thang mỏy bnh vin - Thang mỏy chuyờn ch hng Phõn loi theo h dn ng - Thang mỏy dn ng in - Thang mỏy thy lc - Thang mỏy khớ nộn Phõn loi theo h thng iu khin, khng ch - iu khin bng rle - iu khin bng PLC - iu khin bng mỏy tớnh Phõn loi theo tc dch chuyn - Thang mỏy chy chm v = 0,5m/s - Thang mỏy tc trung bỡnh v = (0, ữ 2m/s) - Thang mỏy tc cao (2 ữ 5m/s) 1.1.3 Kt cu v hot ng ca thang mỏy Thang mỏy cú nhiu loi khỏc nhau, nhng nhỡn chung bao gm cỏc b phn chớnh nh hỡnh 1.1 HVTH: ng Thnh Cụng Lun thc s khoa hc HVTH: ng Thnh Cụng 102 Lun thc s khoa hc HVTH: ng Thnh Cụng 103 Lun thc s khoa hc HVTH: ng Thnh Cụng 104 Lun thc s khoa hc HVTH: ng Thnh Cụng 105 Lun thc s khoa hc HVTH: ng Thnh Cụng 106 Lun thc s khoa hc HVTH: ng Thnh Cụng 107 Lun thc s khoa hc HVTH: ng Thnh Cụng 108 Lun thc s khoa hc HVTH: ng Thnh Cụng 109 Lun thc s khoa hc HVTH: ng Thnh Cụng 110 Lun thc s khoa hc HVTH: ng Thnh Cụng 111 Lun thc s khoa hc HVTH: ng Thnh Cụng 112 Lun thc s khoa hc HVTH: ng Thnh Cụng 113 Lun thc s khoa hc HVTH: ng Thnh Cụng 114 Lun thc s khoa hc Kt qu nghiờn cu v lun bn ti tt nghip Nghiờn cu thit k h thng iu khin PLC cho thang mỏy l mt ti cú tớnh ng dng cao Trong quỏ trỡnh lm lun em ó tỡm hiu thit k c h thng iu khin PLC cho thang mỏy 07 tng mt cabin bao gm thit k s iu khin tng quỏt, thit k, la chn cỏc iu khin nh bin tn, sensor, thit k kt ni gia cỏc h thng iu khin, xõy dng lu thut toỏn iu khin v lp trỡnh iu khin PLC S7 300 trờn phn mm Step 5.5 nh hng phỏt trin: tip tc nghiờn cu phỏt trin hng iu khin thang mỏy nhúm (Group control) bng cỏc thut toỏn s dng PLC kt hp vi PC s dng phng thc truyn thụng cụng nghip: + Nghiờn cu truyn thụng gia PC v PLC bng mng cụng nghip + Nghiờn cu cỏc thut toỏn iu khin thụng minh s dng iu khin nhúm thang mỏy Do thi gian v kin thc cũn cú hn nờn lun ca em khụng th trỏnh nhng sai sút, em hy vng rng cỏc khúa sau thc hin s cú c hi hon thin hn na ti ny Trong quỏ trỡnh lm lun em ó nhn c s giỳp v ch bo tn tỡnh ca thy giỏo TS Nguyn Trng Doanh v cỏc thy cụ giỏo b mụn cụng ngh ch to mỏy Cui cựng em xin c gi li cm n chõn thnh nht ti cỏc thy cụ cựng ton th cỏc bn ó giỳp em hon thnh lun tt nghip ny H Ni, ngy 23 thỏng 03 nm 2012 HVTH: ng Thnh Cụng 115 Lun thc s khoa hc TI LIU THAM KHO Barney, G.C (2003) Elevator Traffic Handbook: theory and practice, Taylor & Francis Routled, London and New York Phan Xuõn Minh, Nguyn Doón Phc (2000) T ng húa vi PLC S7 300, Nh Xut bn Khoa hc K thut Nguyn Trong Doanh Bi ging iu khin PLC, i hc Bỏch Khoa H Ni Nguyn Trng Thun (2001), iu khin Logic v ng dng, Nh xut bn Khoa hc K thut Trnh ng Tớnh, Mỏy nõng chuyn, B mụn c s thit k mỏy v robot i hc Bỏch Khoa H Ni HVTH: ng Thnh Cụng 116 ... tớn hiu ng ca tng v ca bung thang ó úng, khụng cho phộp gi tng thang khụng cú ngi, lp tc dng thang bung thang ang chy m vỡ mt lý no ú ca thang b m Cỏc h thng iu khin thang mỏy gm cú: - H thng... khng ch thang mỏy tc trung bỡnh Hỡnh 1.14 Cu trỳc c bn ca PLC Hỡnh 1.15 Chu k quột ca PLC Hỡnh 1.16 S kt ni ca PLC vi cỏc thit b Hỡnh 1.16 S kt ni PLC S7-300 Hỡnh 1.17 Cỏc cng giao tip ca PLC. .. cụng ty thang mỏy Thiờn Nam, cụng ty thang mỏy An Bỡnh Vi lun tt nghip: Nghiờn cu thit k h thng iu khin PLC cho thang mỏy hc viờn thc hin mong mun c tỡm hiu, th nghim ng dng cụng ngh iu khin PLC