Do an-Thiet ke mo phong thang may 500KG voi PLC S7-300(full permission)

Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi Mục lôc Môc lôc Ch−¬ng I: Nghiên cứu phân tích cấu trúc thang máy I Giíi thiƯu thang m¸y II Phân loại thang máy Phân loại theo chức Phân loại theo tốc độ dịch chuyển Phân loại theo tải träng .6 Phân loại theo vị trí đặt kÐo têi .6 Theo hƯ thèng vËn hµnh III Trang thiết bị khí thang máy Tỉng thĨ c¬ khÝ thang m¸y Thiết bị lắp đặt buồng m¸y .7 Thiết bị lắp giếng thang máy ThiÕt bÞ lắp đặt hố giếng thang máy Các thiết bị cố ®Þnh giÕng thang 10 5.1 Ray dÉn h−íng 10 5.2 Gi¶m chÊn 10 Cabin thiết bị liªn quan 10 6.1 Khung cabin .10 6.2 Ngµm dÉn h−íng 10 6.3 HÖ thèng treo ca bin 10 6.4 Buång cabin 11 6.5 HƯ thèng cưa cabin cửa tầng 11 Hệ thống cân thang máy .11 7.1 §èi träng 11 7.2 Xích cáp cân 12 7.3 Cáp nâng 12 7.4 Bé kÐo têi 12 Thiết bị an toàn khÝ .13 8.1 Phanh h·m ®iƯn tõ : 13 8.2 Phanh b¶o hiĨm : .13 Cảm biến vị trí 14 IV Hệ thống mạch điện thang m¸y 16 Mạch động lực: 16 Mạch điều khiển: .16 M¹ch tÝn hiƯu: 17 Mạch chiếu sáng: .17 Mạch an toàn: 17 Chơng II: khảo sát đặc tính thang máy yêu cầu điều khiển 18 I Khảo sát đặc điểm thang 18 II TÝnh chän công suất động chuyền động thang máy 21 III Các hệ truyền động dùng thang m¸y 25 IV Đặc điểm đặc trng cho chế độ làm việc hệ truyền động thang máy .26 V ảnh hởng tốc độ, gia tốc độ giật hệ truyền động thang máy 26 VI Dừng xác buồng thang 28 VII hệ biến tần động hệ thống ®iỊu khiĨn pLc 31 Svth: DoÃn Hong Mai Lớp: Trang bị điện-điện tử K44 Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi sơ đồ khối hệ biến tần động 32 Giíi thiƯu vỊ biÕn tÇn 3g3mv cđa omron .32 1.1 Đặt vấn đề .32 1.2 Tổng quan biến tần 3G3MV chức hoạt động 33 34 2.1 .34 VIII 34 chơng III: xây dựng hệ thống điều khiển lập trình điều khiển thang máy 34 I Phơng pháp mô tả mạch tr×nh tù 34 II Tổng hợp mạch trình tự 36 III Xây dựng khối chức thang 37 Xác định yêu cầu phục vụ lu giữ yêu cầu 38 toán xác định vị trí buồng thang 38 Bài toán xác định hành trình buồng thang(đang nâng hay hạ) 38 Nâng hạ buồng thang 39 §iỊu khiĨn dõng bng thang 39 Bài to¸n ®ãng më cöa 42 Bài toán điều khiển đèn quạt buồng thang 44 Bài toán xử lý cố xảy ®èi víi thang 44 IV PLC 44 2.2 s¬ ®å tỉng qu¸t cđa PLC .46 2.3 CÊu tróc bé nhí cña CPU 48 2.4 Vòng quét chơng trình 50 2.4 Kü thuËt lËp tr×nh 51 2.5 Ngôn ngữ lập trình 54 V 55 chơng IV: xây dựng mô hình mô thang máy 55 I Xác định vấn đề mô 55 II X©y dùng kÕt cấu cho mô hình mô 55 III Xây dựng kế hoạch mô kiểm nghiệm thực tế 55 Chơng I: Nghiên cứu phân tích cấu trúc thang máy I Giới thiệu thang máy Thang máy thiết bị vận tải dùng để chở ngời hàng hoá theo phơng thẳng đứng nghiêng góc nhỏ 150 so với phơng thẳng đứng theo tuyến đà Svth: DoÃn Hong Mai Lớp: Trang bị điện-điện tử K44 Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi định sẵn.Thang máy máy nâng đợc sử dụng rộng rÃi ngành sản xuất kinh tế quốc dân nh ngành khai thác hầm mỏ,trong ngành xây dựng,luyện kim,công nghiệp nhẹở nơi thang máy máy nâng đợc sử dụng để vận chuyển hàng hoá,sản phẩm,đa công nhân tới nơi làm việc có độ cao khác nhauNó đà thay cho sức lực ngời mang lại suất cao.Hình dáng tổng thể thang máy đợc giới thiệu hình Hình 1.1 : hình dáng tổng thể thang máy Svth: DoÃn Hong Mai Lớp: Trang bị điện-điện tử K44 Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi Trong sinh hoạt dân dụng,thang máy đợc lắp đặt sử dụng rộng rÃi nhà cao tầng,trong khách sạn,siêu thị,công sở bệnh viện.Hệ thống thang máy đà giúp ngời tiết kiệm đợc nhiều thời gian sức lực Nhiều quốc gia giới đà quy định nhà cao tầng trở lên phải đợc trang bị thang máy để đảm bảo cho ngời lại thuận tiện,tiết kiệm thời gian tăng suất lao động.Giá thành thang máy trang bị cho công trình so với tổng giá thành công trình chiếm khoảng 6% đến 7% hợp lý Việt Nam trớc thang máy chủ yếu đợc sử dụng ngành công nghiệp để chở hàng hoá đợc phổ biến.Nhng giai đoạn với phát triển mạnh mẽ kinh tế quốc dân đời sống nhân dân ngày nâng cao,việc sử dụng thang máy lĩnh vực ngày tăng lên Phụ tải thang máy thay đổi phạm vi rộng ,nó phụ thuộc vào lợng hành khác lại ngày đêm hớng vận chuyển hành khách.Nh thang máy lắp đặt nhà hành chính,buổi sáng đầu làm việc hành khách nhiều theo chiều lên.còn buổi chiều ,cuối làm việc,hành khách theo chiều xuống nhiều Thang máy thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt ,nó liên quan trực tiếp đến tài sản tính mạng ngời ,vì yêu cầu chung hệ thống 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 đợc quy định tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm Thang máy có cabin đẹp ,sang trọng,thông thoáng , êm dịu cha đủ điều kiện để đa vào sử dụng mà phải đầy đủ thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy nh: điện chiếu sáng dự phòng điện,điện thoại nội bộ(interphone), chuông báo,bộ hÃm bảo hiểm, an toàn cabin(đối trọng), công tắc an toàn cửa cabin,khoá an toàn cửa tầng, bé cøu mÊt ngn ®iƯn… Lùa chän thang máy không đơn xem xét vấn đề kỹ thuật mà phải xem xét yếu tố kinh tế Hiển nhiên nhiều thang máy có tải định mức lớn,tốc độ định mức cao,hệ điều khiển đại tạo điều kiện thuận lợi cho khách hàng sử dụng nh rút ngắn thời gian chờ đợi,giảm thời gian tốc độ định mức,một mặt đòi hỏi vốn đầu t cho thang lớn,mặt khác làm tăng diện tích chiếm chỗ,tăng chi phí xây dựng cho giếng thangNh điều kiện thuận lợi cho Svth: DoÃn Hong Mai Lớp: Trang bị điện-điện tử K44 Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi hành khách vốn đầu t hai tiêu tỷ lệ nghịch với nhau.Quá trình lựa chọn thang máy trình xác định số thang,tính kỹ thuật thang (tải ,tốc độ định mức,phơng pháp điều khiển),các kích thớc thang vị trí đặt thang phù hợp với đặc điểm ,mục đích sử dụng nhà với vốn đầu t chấp nhận đợc Đối với nhà sử dụng nhiều thang, bên cạnh việc chọn tính kỹ thuật phải bố trí chúng thành nhóm cho hợp lý để tận dụng suất tối u thang nh tạo thuận lợi cho khách Đối với nhà cao tầng có lợng hành khách cần vận chuyển lớn ngời ta thờng chi thang máy làm nhóm riêng phục vụ thành phần khác theo chiều cao nhà.Các thang máy nhóm khác có tính kỹ thuật khác nhau,thờng thang phục vụ cho tầng cao có tảI tốc độ định mức lớn thang phục vụ phần thấp II Phân loại thang máy Tuỳ thuộc vào tính chất,chức thang máy.Thang máy phân loại thành nhiều loại tuỳ thuộc vào tính chất.ví dụ nh phân loại theo hệ dẫn động cabin,theo vị trí đặt kéo tời,theo hệ thống vận hành,theo công dụng.dới số phân loại: Phân loại theo chức + Thang máy chở ngời Gia tốc cho phép đợc quy định theo cảm giác hành khách :Gia tốc tối u a< 2m/s2 ã Thang máy dùng nhà cao tầng : loại có tốc độ trung bình lớn,đòi hỏi vận hành êm,an toàn có tính mỹ thuật ã Thang máy dùng bệnh viện:Phải đảm bảo an toàn,sự tối u độ êm dịch chuyển,thời gian dịch chuyển ,tính u tiên theo yêu cầu bệnh viện ã Thang máy dùng hầm mỏ ,xí nghiệp:Đáp ứng đợc điều đợc điều kiện làm việc nặng nề công nghiệp nh tác động môI trờng làm việc:độ ẩm,nhiệt độ,thời gian làm việc,sự ăn mòn + Thang máy chở hàng Svth: DoÃn Hong Mai Lớp: Trang bị điện-điện tử K44 Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi Đợc sử dụng rộng rÃi công nghiệp,trong kinh doanhNó đòi hỏi cao việc dừng xác buồng thang máy đảm bảo cho việc vận chuyển hàng hoá lên xuống thang máy đợc dễ dàng thuận tiện Phân loại theo tốc độ dịch chuyển ã Thang máy tốc độ thấp : v < m/s ã Thang máy tốc độ trung bình: v= ữ 2,5 m/s Thờng dùng cho nhà có số tầng từ ữ 12 tầng ã Thang máy tốc độ cao:v =2,5 ữ m/s Thờng dùng cho nhà có số tầng mt >16 tầng ã Thang máy tốc độ cao(Siêu tốc) : v = 5m/s Thờng dùng tháp cao tầng Phân loại theo tải trọng ã Thang máy lo¹i nhá :Q < 500 Kg.Hay dïng th− viƯn,trong nhà hàng ăn uống để vận chuyển sách thực phẩm ã Thang máy loại trung bình : Q = 500 ữ 1000 Kg ã Thang máy loại lớn : Q = 1000 ữ 1600 kg ã Thang máy loại lớn Q > 1600 Kg Phân loại theo vị trí đặt kéo tời thang máy điện Thang máy có kéo tời đặt phía giếng thang Thang máy có tời kéo đặt dới giếng thang thang máy dẫn động cabin lên xuống bánh tời dẫn động đặt cabin Đối với thang máy thuỷ lực : Buồng đặt tâng Theo hƯ thèng vËn hµnh a) Theo møc dò tự động : + loại nửa tự động + loại tự động ; b ) theo tổ hợp điều khiển : + điều khiển đơn ; + điều khiển kÐp ; + ®iỊu khiĨn theo nhãm ; c ) theo vị trí điều khiển : + điều khiển cabin ; + điều khiển cabin ; + điều khiển cabin ; Svth: DoÃn Hong Mai Lớp: Trang bị điện-điện tử K44 Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi III Trang thiết bị khí thang máy Tổng thể khí thang máy Các thiết bị thang máy gồm có : buồng thang ,tời nâng, cáp treo buồng thang, đối trọng, động truyền động, phanh hÃm điện từ thiết bị điều khiển khác Tất thiết bị thang máy đợc giếng buồng thang (khoảng không gian từ trần tầng cao đến mức sâu tầng 1), buồng máy (trên sàn tầng cao ) hố buồng thang (dới mức sàn tầng 1) Bố trí cá thiết bị thang máy đợc biểu diễn hình 1.2 Các thiết bị thang gồm có : Động ®iƯn ; Puli ; C¸p treo; Bé hạn chế tốc độ ; 5.Buồng thang ; Thanh dÉn h−íng ;7 HƯ thèng ®èi träng ; Trơ cố định ; Puli dẫn hớng ; 10 cáp liên động ; 11 Cáp cấp điện ; 12 Động đóng mở cửa buồng thang Thiết bị lắp đặt buồng máy + Cơ cấu nâng Trong buồng máy lắp đặt hệ thống tời nâng hạ buồng thang (cơ cấu nâng) (trên hình 1.2) tạo lực kéo chuyển động buồng thang đối trọng Cơ cấu nâng gồm có phận sau : phận kéo cáp (puli tang quấn cáp ), hộp giảm tốc độ, phanh hÃm điện từ động truyền động Tất phận đợc lắp đặt đế thép Trong thang máy thờng dùng hai cấu nâng (hình 1.3) : - cấu nâng có hộp tốc độ (hình 1.3 a) - cấu nâng không dùng hộp tốc độ (hình 1.3 b) Cơ cấu nâng hộp tốc độ thờng đợc sử dụng thang máy tốc độ cao Svth: DoÃn Hong Mai Lớp: Trang bị điện-điện tử K44 Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi + Tủ điện : tủ điện lắp ráp cầu dao tổng, cầu chì loại, công tắc tơ loại rơle trung gian + Puli dẫn hớng (hình 1.2) Hình 1.2 :các thiết bị khí lắp thang Svth: DoÃn Hong Mai Lớp: Trang bị điện-điện tử K44 Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi + Bộ phận hạn chế tốc độ (hình 1.2) làm việc phối hợp với phanh boả hiểm cáp liên động 10 để hạn chế tốc độ di chuyển buồng thang Thiết bị lắp giếng thang máy + Buồng thang : Trong trình làm viƯc, bng thang (h×nh 1.2) di chun giÕng thang máy dọc theo dẫn hớng (hình 1.2) Trên buồng thang có lắp đặt phanh bảo hiểm, động truyền động đóng - mở cửa buồng thang 12 (hình 1.2) Trong buông thang lắp đặt hệ thống nút bấm điều khiển, hệ thống đèn báo, đèn chiếu sáng buồng thang, công tắc liên động với sàn buồng thang điện thoại lên lạc với bên trờng hợp thang máy điện Cung cấp điện cho buồng thang dây cáp mềm 11 (hình 1.2) + Hệ thống cáp treo (hình 1.2) hệ thống cáp hai nhánh đầu nối với buồng thang đầu lại nối với đối trọng víi puli dÉn h−íng + Trong giÕng cđa thang máy lắp đặt cảm biến vị trí dùng để chuyển đổi tốc độ động cơ, dừng buồng thang tầng hạn chế hành trình nâng hạ thang máy Thiết bị lắp đặt hè giÕng thang m¸y Trong hè giÕng thang m¸y lắp đặt hệ thống giảm xóc (hình 1.2) hệ thống giảm xóc dùng lò xo giảm xóc thuỷ lực tránh va đập buồng thang vò đối trọng xuống sàn giếng thang máy trờng hợp công tắc hành trình hạn chế hành trình di chuyển xuống bị cố (không hoạt động) Svth: DoÃn Hong Mai Lớp: Trang bị điện-điện tử K44 Đồ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi Hình 1.3 : Cơ cấu nâng thang Các thiết bị cố ®Þnh giÕng thang 5.1 Ray dÉn h−íng Ray dÉn hớng đợc lắp đặt dọc theo giếng thang để dẫn hớng cho cabin đối trọng chuyển động dọc theo giếng thang Ray dẫn hớng đảm bảo cho cabin đối trọng nằm vị trí thiết kế chúng giếng thang không bị dịch chuyển theo phớng nằm ngang trình chuyển động Ngoài ray dẫn hớng phải đủ cứng vững để trọng lợng cabin tải trọng cabin tựa lên dẫn hớng thành phần tải trọng động hÃm bảo hiểm làm việc (trong trờng hợp bị đứt cáp cabin xuống với tốc độ lớn giá trị cho phép) 5.2 Giảm chấn Giảm chấn đợc lắp đặt dới đáy hố thang để dừng đỡ cabin đối trọng trờng hợp cabin đối trọng chuyển động xuống dới vợt bị trí đặt công tắc hành trình cuối Giảm chấn phải có độ cao đủ lớn để caibin đối trọng tỳ lên có đủ khoảng trống cần thiết phía dới phù hợp cho ngời có trách nhiệm thực kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa Cabin thiết bị liên quan Cabin phận mang tải thang máy.Cabin phải có kết cấu cho tháo rời thành phận nhỏ.Theo cấu tạo,cabin gồm phần:kết cấu chịu lực(khung cabin) vách che, trần, sàn tạo thành buồng cabin.Trên khung cabin có lắp ngàm dẫn hớng, hệ thống treo cabin, hệ thống tay đòn hÃm bảo hiểm, hệ thống cửa cấu đóng mở cửa.Ngoài ra,cabin thang máy chở ngời phải đảm bảo yêu cầu thông gió, nhiệt độ ánh sáng 6.1 Khung cabin Khung cabin phần xơng sống cabin thang máy Đợc cấu tạo thép chịu lực lớn Khung cabin phải đảm bảo cho thiết kế chịu đủ tải định mức 6.2 Ngàm dẫn hớng Ngàm dẫn hớng có tác dụng dẫn hớng cho cabin đối trọng chuyển động dọc theo ray dẫn hớng khống chế dịch chuyển ngang cabin đối trọng giếng thang không vợt giá trị cho phép Có hai loại ngàm dẫn hớng : ngàm trợt(bạc trợt) ngàm lăn 6.3 Hệ thống treo ca bin Do cabin đối trọng đợc treo nhiều sợi cáp riêng biệt phải có hệ thống treo để đảm bảo cho sợi cáp nâng riêng biệt có độ căng nh nhau.Trong Svth: DoÃn Hong Mai 10 Lớp: Trang bị điện-điện tử K44 ... di chuyển buồng thang Thiết bị lắp giếng thang máy + Buồng thang : Trong trình làm viƯc, bng thang (h×nh 1.2) di chun giÕng thang máy dọc theo dẫn hớng (hình 1.2) Trên buồng thang có lắp đặt... thực phẩm ã Thang máy loại trung bình : Q = 500 ữ 1000 Kg ã Thang máy loại lớn : Q = 1000 ữ 1600 kg ã Thang máy loại lớn Q > 1600 Kg Phân loại theo vị trí đặt kéo tời thang máy điện Thang máy có... Thang máy có kéo tời đặt phía giếng thang Thang máy có tời kéo đặt dới giếng thang thang máy dẫn động cabin lên xuống bánh tời dẫn động đặt cabin Đối với thang máy thuỷ lực : Buồng đặt tâng