Thiết kế hệ thống thang máy 4 tầng, ứng dụng PLCS7 200

TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ LỜI NĨI ĐẦU Đất nước ta bước vào cơng cơng nghiệp hố đại hố đất nước Vì mà ngành khoa học kỹ thuật phát triển cách nhanh chóng áp dụng phổ biến rộng rãi vào thực tế Sau ba năm học tập, rèn luyện trường em giao đề tài tốt nghiệp “Thiết kế hệ thống thang máy tầng, ứng dụng PLCS7-200 ” đề tài chun ngành phổ biến Việt Nam Nhận thức tầm quan trọng chúng em làm việc nghiêm túc vận dụng kiến thức sẵn có thân, đóng góp ý kiến bạn bè đặc biệt hướng dẫn Thầy Nguyễn Mạnh Thắng số thầy giảng dạy khoa điện Trường Cao Đẳng Cơng Thương TPHCM để hồn thành đồ án Trong q trình thực đề tài có nhiều sai sót hy vọng q thầy thơng cảm bỏ qua Chúng em xin chân thành cảm ơn q thầy! Nhóm sinh viên Thiết kế TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN GVHD: Nguyễn Mạnh Thắng ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Giáo viên hướng dẫn TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN GVPB:……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến thầy khoa điện Trường Cao Đẳng Cơng Thương Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt thầy mơn truyền thụ cho nhóm chúng em kiến thức q báu thời gian qua Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Mạnh Thắng, giảng viên Trường Cao Đẳng Cơng Thương Thành Phố Hồ Chí Minh tận tâm hướng dẫn, cung cấp tài liệu tạo điều kiện thuận lợi để nhóm hồn thành đồ án TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY MỘT VÀI HÌNH ẢNH VÀ THÀNH PHẦN MƠ HÌNH TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Thành phần mơ hình bao gồm: • • • • • • • • • PLC s7-200, cpu 224 AC/DC/RLY role trung gian chân 24V - DC động kéo thùng 220v AC động kéo DC - 24V 10 cơng tắc hành trình 10 nút nhấn, led đoạn báo tầng nguồn 24V, nguồn 5V CB, cầu chì bảo vệ, dây dẫn điện…… ……… 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THANG MÁY 1.1.1 Khái niệm chung Thang Máy Thang máy thiết bị chun dùng để vận chuyển người, hàng hố, vật liệu v.v theo phương thẳng đứng nghiêng góc nhỏ 15 so với phương thẳng đứng theo tuyến định sẵn Nhiều quốc gia giới quy định, nhà cao tầng trở lên phải trang bị thang máy để đảm bảo cho người lại thuận tiện, tiết kiệm thời gian tăng suất lao động Giá thành thang máy trang bị cho cơng trình so với tổng giá thành cơng trình chiếm khoảng 6% đến 7% hợp lý Đối với cơng trình đặc biệt bệnh viện, nhà máy, khách sạn v.v nhiên số tầng nhỏ u cầu phục vụ phải trang bị thang máy Với nhà nhiều tầng có chiều cao lớn việc trang bị thang máy bắt buộc để phục vụ việc lại nhà Nếu vấn đề vận chuyển người tồ TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ nhà khơng giải dự án xây dựng tồ nhà cao tầng khơng thành thực Thang máy thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an tồn nghiêm ngặt, liên quan trực tiếp đến tài sản tính mạng người Vì vậy, u cầu chung thang máy thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng sửa chữa phải tn thủ cách nghiêm ngặt u cầu kỹ thuật an tồn quy định tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm 1.1.2 Lịch sử phát triển Thang Máy Cuối kỷ thứ 19, giới có vài hãng thang máy đời như: OTIS; Schindler Chiếc thang máy chế tạo đưa vào sử dụng hãng OTIS (Mỹ) năm 1853 Đến năm 1874, hãng thang máy Schindler (Thụy Sĩ) chế tạo thành cơng thang máy khác Lúcđầu tời kéo có tốc độ, cabin có kết cấu đơn giản, cửa tầng đứng tay, tốc độ di chuyển cabin thấp Đầu kỷ thứ 20, có nhiều hãng thang máy khác đời KONE (Phần Lan), MISUBISHI, NIPON, ELEVATOR, (Nhật Bản), THYSEN (Đức), SABIEM (Ý) chế tạo loại thang máy có tốc độ cao, tiện nghi cabin tốt êm Vào đầu năm 1970, thang máy chế tạo đạt tới tốc độ 7.5m/s, thang máy chở hàng có tải trọng tới 30 đồng thời khoảng thời gian có thang máy thuỷ lực đời Sau khoảng thời gian ngắn với tiến ngành khoa học khác, tốc độ thang máy đạt tới 10m/s Vào năm 1980, xuất hệ thống điều khiển động phương pháp biến đổi điện áp tần số VVVF (inverter) Thành tựu cho phép thang máy hoạt động êm hơn, tiết kiệm khoảng 40% cơng suất động Đồng thời, vào năm xuất thang máy dùng động điện cảm ứng tuyến tính Vào đầu năm 1990, giới chế tạo thang máy có tốc độ đạt tới 12.5 m/s thang máy có tính kỹ thuật khác Như trình bày trên, trước thang máy Việt Nam Liên Xơ cũ số nước Đơng Âu cung cấp Chúng sử dụng để vận chuyển cơng nghiệp chở người nhà cao tầng Tuy nhiên số lượng khiêm tốn TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Trong năm gần đây, nhu cầu thang máy tăng mạnh, số hãng thang máy đời nhằm cung cấp, lắp đặt thiết bị thang máy theo hai hướng là: + Nhập thiết bị tồn hãng nước ngồi, thiết bị hoạt động tốt, tin cậy Nhưng với giá thành cao +Trong nước tự chế tạo phần điều khiển số phần khí đơn giản khác Các hệ thống thang máy truyền động động điện đại phổ biến dùng kỹ thuật vi xử lý kết hợp với điều khiển vơ cấp tốc độ động điện 1.1.3 Phân loại Thang Máy Thang máy thiết kế chế tạo đa dạng, với nhiều kiểu, loại khác để phù hợp với mục đích cơng trình Có thể phân loại thang máy theo ngun tắc đặc điểm sau: 1.1.3.1 Theo cơng dụng (TCVN 5744-1993) thang máy phân thành loại a)Thang máy chun chở người Loại chun vận chuyển hành khách khách sạn, cơng sở nhà nghỉ, khu chung cư, trường học, tháp truyền hình v.v b)Thang máy chun chở người có tính đến hàng kèm Loại thường dùng cho siêu thị, khu triển lãm v.v c)Loại máy chun chở bệnh nhân Loại chun dùng cho bệnh viện, khu điều dưỡng, Đặc điểm kích thước thơng thuỷ cabin phải đủ lớn để chứa băng ca (cáng) hoạc giường bệnh nhân, với bác sĩ, nhân viên dụng cụ cấp cứu kèm Hiện giới sản xuất theo tiêu chuẩn kích thước tải trọng cho loại thang máy d)Thang máy chun chở hàng có người kèm Loại thường dùng cho nhà máy, cơng xưởng, kho, thang máy TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ dùng cho nhân viên khách sạn v.v chủ yếu để chở hàng có người kèm để phục vụ e)Thang máy chun chở hàng khơng có người kèm Loại chun dùng để chở vật liệu, thức ăn khách sạn, nhà ăn tập thể v.v Đặc điểm loại có điều khiển ngồi cabin (trước cửa tầng) Còn loại thang máy khác nêu vừa điều khiển cabin vừa điều khiển ngồi cabin Ngồi có loại thang máy chun dùng khác như: thang máy cứu hoả, chở ơtơ v.v 1.1.3.2 Theo hệ thống dẫn động cabin a) 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 khơng bị hạn chế Ngồi có loại thang máy dẫn động cabin lên xuống nhờ bánh (Chun dùng để chở người phục vụ xây dựng cơng trình cao tầng ) b) Thang máy thuỷ lực (bằng xylanh - pittơng) Đặc điểm loại cabin đẩy từ lên nhờ xylanh - pittơng thuỷ lực nên hành trình bị hạn chế Hiện thang máy thuỷ lực với hành trình tối đa khoảng 18m, khơng thể trang bị cho cơng trình cao tầng, kết cấu đơn giản, tiết diện giếng thang máy nhỏ có tải trọng so với dẫn động cáp, chuyển động êm, an tồn, giảm chiều cao tổng thể cơng trình có số tầng phục vụ, buồng máy đặt tầng c) Thang máy nén khí 1.1.3.3 Theo vị trí đặt tời kéo Đối với thang máy điện + Thang máy có tời kéo đặt phía giếng thang + Thang máy có tời kéo đặt phía giếng thang TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ + Đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bánh hệ tời dẫn động đặt Đối với thang máy thuỷ lực: buồng máy đặt tầng 1.1.3.4 Theo hệ thống vận hành a) Theo mức độ tự động + Loại nửa tự động + Loại tự động b) Theo tổ hợp điều khiển + Điều khiển đơn + Điều khiển kép + Điều khiển theo nhóm c) Theo vị trí điều khiển + Điều khiển cabin + Điều khiển ngồi cabin + Điều khiển ngồi cabin 1.1.3.5 Theo thơng số a) Theo tốc độ di chuyển cabin + Loại tốc độ thấp: ν 1600 kg 1.1.3.6 Theo kết cấu cụm a) Theo kết cấu tời kéo + Bộ tời kéo có hộp giảm tốc: + Bộ tời kéo khơng có hộp giảm tốc: thường dùng cho loại thang máy có tốc độ cao (ν >2,5 m/s); + Bộ tời kéo sứ dụng động tốc độ, hai tốc độ, động điều chỉnh vơ cấp, động cảm ứng tuyến tính ( LIM – Linear Induction Motor); 10 TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Giản đồ thời gian: Qua giản đồ ta nhận thấy để timer TON trì hỗn hết thời gian đặt trước (ví dụ 5s) trạng thái tín hiệu ngõ vào IN cần trì mức suốt khoảng thời gian Nếu sau 5s mà ngõ vào IN trì mức giá trị số thời gian timer tiếp tục tăng đạt giá trị tối đa 32767 Để lấy TON, ta nhấp chuột vào dấu (+) biểu tượng lệnh Sau trỏ chuột vào giữ chuột trái, kéo thả vào vị trí mong muốn Nhập số Timer cho TON, điều kiện cho ngõ vào IN giá trị PT theo mong muốn CHƯƠNG III 45 TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Thiết kế chương trình điều khiển 3.1.Các ngõ vào chương trình: Q0.0 : Thang máy chạy xuống Q0.1 : Thang máy chạy lên Q0.2 : Động mở cửa Q0.3 : Động đóng cửa vào I0.0 : Nút gọi tầng I0.1 : Nút gọi tầng I0.2 : Nút gọi tầng I0.3 : Nút gọi tầng I0.4 : Cơng tắc hành trình dừng tầng I0.5 : Cơng tắc hành trình dừng tầng I0.6 : Cơng tắc hành trình dừng tầng I0.7 : Cơng tắc hành trình dừng tầng I1.0 : Nút nhấn mở cửa thang máy I1.1 : Nút nhấn đóng cửa thang máy I1.2 : Cơng tắc hành trình (tác động cửa thang máy đóng) I1.3 : Cơng tắc hành trình ngồi (tác động cửa thang máy mở) 3.2 Sơ đồ đấu nối phần cứng: 46 TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM 47 KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM 48 KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM 49 KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM 3.3 Chương trình điều khiển: 50 KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM 51 KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM 52 KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM 53 KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM 54 KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM 55 KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM 56 KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHƯƠNG IV Kết luận 4.1 Kết luận Trong q trình làm đồ án chúng em làm việc nghiêm túc vận dụng kiến thức sẵn có thân, đóng góp ý kiến bạn bè đặc biệt hướng dẫn Thầy Nguyễn Mạnh Thắng số thầy giảng dạy khoa điện Trường Cao Đẳng Cơng Thương TPHCM để hồn thành đồ án Trong q trình thực đề tài có nhiều sai sót hy vọng q thầy thơng cảm bỏ qua Chúng em xin chân thành cảm ơn q thầy! 4.2 Tài liệu tham khảo • • • Chau Chi Duc_Lap trinh dieu khien Simatic S7-200 http://webdien.com/d/index.php http://plcvietnam.com.vn/forum/forum.php • • Thang máy Vũ Liêm Chính, Phạm Quang Dũng, Hoa Văn Ngữ Thang Máy- cấu tạo, lựa chọn, lắp đặt sử dụng • NXB Khoa học kỹ thuật 2000 • Tự động hố với SIMATIC S7-200 Nguyễn Dỗn Phước, Phan Xn Minh NXB Nơng nghiệp 1997 57 TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THANG MÁY.6 1.1.1 Khái niệm chung Thang Máy.6 1.1.2 Lịch sử phát triển Thang Máy.7 1.1.3 Phân loại Thang Máy.8 1.2 CÁC U CẦU ĐỐI VỚI THANG MÁY.12 1.2.1 u cầu an tồn điều khiển Thang Máy.12 1.2.2 Dứng xác buồng thang.15 1.2.3 Ảnh hưởng tốc độ, gia tốc độ giật hệ truyền động Thang Máy.18 1.3 KẾT CẤU CHUNG CỦA THANG MÁY.20 1.3.1 Giếng Thang.20 1.3.2 Cabin.23 1.3.3 Các thiết bị khác.23 1.4 CÁC HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THANG MÁY.24 1.4.1 Các u cầu hệ truyền động điện Thang Máy.24 1.4.2 Hệ thống máy phát động cơ.25 1.4.3 Hệ thống biến đổi tĩnh – động chiều (BBĐ- Đ).26 1.4.4 Hệ thống biến tần – động khơng đồng bộ.27 1.4.5 Hệ thống dùng động khơng đồng nhiều cấp tốc độ.28 1.4.6 Tính chọn cơng suất động truyền động Thang Máy ……….………29 CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC35 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC.35 2.1.1 Vai trò thiết bị điểu khiển logic khả trình PLC.36 2.1.2 Các thiết bị đầu ra………………………………………………,,,…….36 2.1.3 Kết nối dây PLC thiết bị ngoại vi………………………38 2.2 Kết nối với máy tính…… ……… 38 2.3 Nối nguồn cung cấp cho CPU……40 58 TRƯỜNG CĐ CƠNG THƯƠNG TP.HCM KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 2.4 giới thiệu lệnh sử dụng chương trình………………………….41 2.4.1 Lệnh SET……………………………………………………………… 41 2.4.2 Lệnh RESET (R)………………………………………… ……………42 2.4.3 Các qui tắc sử dụng Set Reset……………………… ………….42 2.4.4 Bộ định thời (Timer)……………………………………………… ……43 CHƯƠNG III: Thiết kế chương trình điều khiển……………………………… 3.1 Các ngõ vào chương trình:…………………………… … … 46 3.2 Sơ đồ đấu nối phần cứng……………………………………………… 47 3.3 Chương trình điều khiển…………………………………………………50 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN 4.1 Kết luận…………………………………………………………………… 55 ………………………………………………………… 55 59 ... bung mỏy t tng trt c) Thang mỏy nộn khớ 1.1.3.3 Theo v trớ t b ti kộo i vi thang mỏy in + Thang mỏy cú b ti kộo t phớa trờn ging thang + Thang mỏy cú b ti kộo t phớa di ging thang TRNG C CễNG THNG... 1.1.3.8 Theo qu o di chuyn ca cabin a) Thang mỏy thng ng b) Thang mỏy nghiờng c) Thang mỏy zigzag 1.2 CC YấU CU I VI THANG MY 1.2.1 Yờu cu an ton iu khin Thang Mỏy Thang mỏy l thit b chuyờn dựng ch... kộo ca puly ma sỏt 1 .4 CC H TRUYN NG IN THANG MY 1 .4. 1 Cỏc yờu cu i vi h truyn ng in Thang Mỏy 24 TRNG C CễNG THNG TP.HCM KHOA: IN IN T Khi thit k trang b in - in t cho thang mỏy, vic la chn