Thang máy thường được dùng trong các khách sạn, công sở, chung cư, bệnh viện, các đài quan sát, tháp truyền hình, trong các nhà máy công xưởng v,v, Đặc điểm vận chuyển bằng thang máy là thời gian của một chu kỳ vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn , đóng mở máy liên tục. Đối với nhà cao 6 tầng trở lên đều được phải trang bị thang máy đảm bảo cho người đi lại thuận tiện, thang máy còn là một trong những yếu tố làm tăng vẻ đẹp và tiện nghi của công trình. Giá thành cả thang máy trang bị cho công trình so với tổng giá thành của công trình chiếm khoảng 6% đến 7% là hợp lý.
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Lời nói đầu Hiện sản phẩm cơng nghiệp đóng vai trò quan trọng kinh tế quốc dân Đặc biệt thành tựu khoa học kỹ thuật lại phát triển mạnh mẽ áp dụng phổ biến, rộng dãi vào lĩnh vực công nghiệp Nhận thức tầm quan trọng vấn đề có ảnh hưởng lớn đến vận mệnh phát triển đất nước Nhà nước ta sức đào tạo nghiên cứu khoa học kỹ thuật, khuyến khích đầu tư nhằm thúc nhanh mục tiêu cơng nghiệp hoá, đại hoá nước nhà Là sinh viên chuyên ngành điện sau tháng năm học hỏi tu dưỡng với ngành điện quan trọng thiếu cho lĩnh vực nào, quốc gia Khi giao đồ án tốt nghiệp, xác định công việc quan trọng để nhằm đánh giá lại tồn kiến thức mà tiếp thu với đề tài “ Ứng dụng PLC S7 điều khiển thông minh thang máy nhà nhiều tầng” đồ án em tập trung sâu vào cơng việc sử dụng ngơn ngữ lệnh, lập trình cho tồn PLC SIMATIC S7-300 để điều khiển thang máy cho nhà 18 tầng Sau tháng tìm hiểu tham khảo, với ý thức nỗ lực thân thầy, cô hướng dẫn, giúp đỡ tận tình Em kết thúc cơng việc giao Trong q trình làm việc, với trình độ non trẻ kiến thức nghề nghiệp, kinh nghiệm thực tế thời gian hạn chế nên đồ án em tránh thiếu sót Do em mong muốn bảo thêm thầy cô đóng góp bạn để em hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Mơc lơc Néi dung ®Ị tài Trang Chương I: Tim hiểu chung công nghệ thang máy hệ thống truyền động cho thang m¸y I Giíi thiƯu chung vỊ thang m¸y Kh¸i niệm chung thang máy Lịch sử phát triển thang máy Phân loại thang máy II Các loại cảm biến Yêu cầu an toàn cho điều khiển thang máy Các hệ thống bảo vệ báo cố Yêu cầu tối ưu luật điều khiển Dừng xác buồng thang ảnh hưởng gia tốc, tốc độ độ giật hệ thống truyền động thang máy III KÕt cÊu chung cđa thang m¸y GiÕng thang Ca bin IV Các hệ truyền động cho thang máy sử dụng biến đổi tĩnh - Động mét chiỊu HƯ sư dơng bé biÕn tÇn - Động không đồngg rô to lồng sóc Hệ thống sử dụng biến đổi máy phát - động Chương II:Phân tích số sơ đồ trang bị điện cho thang máy I Tín hiệu hoá cho hệ thóng điều khiển thang máy Tín hiệu hoá Các loại cảm biến a Các loại cảm biến có tiếp điểm b Các cảm biến không tiếp ®iĨm II Mét sè s¬ ®å hƯ thèng ®iÌu khiĨn thang máy Hệ thóng tự động khống chế thang máy tốc độ trung bình ( Sử dụng động không đồng cấp tốc độ) Hệ thống tự động khống chế thang máy tốc độ trung bình ( Sử dụng động không đồng cáp tốc độ) Hệ thống tự động khống chế thang máy cao tốc với hệ truyền động Thuyt minh đồ án tốt nghiệp mét chiỊu sư dơng bé biÕn đổi thyrittor - Động chiều Hệ tự động khống chế thang máy dùng phần tử logic Chương III: Tìm hiẻu tổng quan PLC, tìm hiểu PLC S7- 300 I Tim hiĨu chung vỊ bé ®iỊu khiển logic khả lập trình Sự đời phát triển công nghệ PLC Chức øng dơng cđa PLC Lý sư dơng PLC Biểu đồ so sánh giá rơle PLC II CÊu tróc cđa bé PLC CÊu h×nh cøng cđa PLC CÊu t¹o chung cđa PLC III Giới thiệu điều khiển lập trình PLC loại SIMATIC S7-300 Cấu tạo cuả họ PLC S7 300 Địa gán địa Vùng đối tượng Ngôn ngữ lập trình Cấu trúc trương tr×nh S7 – 300 Giíi thiƯu mét sè lƯnh S7 - 300 Chương IV: Lập trình thực phần mềm Step7 I 300 để điều khiển Cơ sỏ việc ứng dụng PLC yêu cầu cho toán điều khiển Cơ sở việc ứng dụng Các yêu cầu cho toán điều khiển Tối ưu hoá chương trình điều khiển thang máy II Tối ưu hoá chương trình điều khiển thang máy Các bước lập trình Gán địa vào cho thang máy Sơ đồ bố trí SENSOR Chương trình Chương trình lập trình theo ngôn ngữ STL Chương trình lập theo ngôn ngữ LAD Thuyt minh ỏn tt nghiệp Ch¬ng I TÌM HIỂU CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ THANG MÁY VÀ CÁC HỆ TRUYỀN ĐỘNG CHO THANG MÁY Thuyết minh đồ án tốt nghiệp I GIỚI THIỆU VỀ THANG MÁY Kh¸i niƯm chung vỊ thang m¸y Thang máy thiết bị vận tải chuyên dùng để chở hàng chở người theo phương thẳng đứng nghiêng góc nhỏ 150 so với phương thẳng đứng theo tuyến định sẵn Thang máy thường dùng khách sạn, công sở, chung cư,bệnh viện, đài quan sát, tháp truyền hình, nhà máy công xưởng v,v, Đặc điểm vận chuyển thang máy so với phương tiện vận chuyển khác thời gian chu kỳ vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn , đóng mở máy liên tục Ngồi ý nghĩa vận chuyển, thang máy yếu tố làm tăng vẻ đẹp tiện nghi cơng trình Nhiều quốc gia giới đẫ quy định, nhà cao tầng trở lên phải trang bị thang máy đẻ 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 san v,v.tuy nhiếnố tầng nhỏ yêu 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 vấn đè vận chuyển người 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 trựctiếp đến tài sản tính mạng người Vì u 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 quy trình, quy phạm Thang máy có cabin đẹp, sang trọng, thơng thống, êm dịu chưa đủ điều kiện để đưa vào sử dụng mà phải có đầy đủ thiết bị an toàn, đảm bảo đọ tin cậy như: chiếu sáng dự phòng điện, điện thoại nội Thuyết minh đồ án tốt nghiệp bộ(interphone), chng báo, hãm bảo hiểm, an tồn cabin ( đối trọng ), cơng tác an tồn cabin, khố an toàn cửa tầng, cứu hộ điện nguần v.v Lịch sử phát triển thang máy Cuối kỷ 19 giới có vài hãng thang mảya đời như: OTIS,Schindler, thang máy chế tạo đưa vào sử dụng hãng OTIS (Mỹ) Năm 1953, đến năm 1974 hãng thang máy Schindler (Thuỵ sỹ ) chế tạo thành công thang máy khác Lúc đầu tời kéo có tốc độ, ca bin có kết cấu đơn giản, cửa tầng đóng tay, tốc dộ di chuyển cảu cabin thấp Đầu kỷ 20, có nhiều hãng thang máy khác đời COLE (phần lan), MISUBISHI, NIPON, ELEVATOR,…(Nhật bản) THYSEN (đức), SABIEN (ý),, chế tạo loại thang máy có tốc độ cao, tiện nghi cabin tốt êm Vào năm 1970, thang máy chế tạo đạt tới tốc độ 7,5 m/s, thang máy chở hàng có tải trọngtới 30 đồng thời khoảng thời gian có thang máy thuỷ lực đời Sau khoảng thời gian ngắn với tiến ngành khoa học khác, tốc đọ thang máy đạt tới 10 m/s Vào năm 1980 xuất hệ thống điều khiển động phương pháp biến đổi điện áp tần số VVVF( inveter) Thành tựu cho phép thang máy hoạt động êm hơn, tiết kiệm khoảng 40% công 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 đặc tính kỹ thuật khác Như trình bày trên, trước thang máy Việt nam lien xô nước Đông Âu cung cấp, chúng sủ dụng để vận chuyển công nghiệp chở người nhà cao tầng Tuy nhiên số lượng khiêm tốn Trong năm gần nhu cầu thang máy tăng cao, số hãng Thuyết minh đồ án tốt nghiệp thang máy đời nhằm cung cấp, lắp đặt thiết bị thang máy theo hai hướng là: + Nhập thiết bị toàn hãng nước ngoài, thiết bị hoạt động tốt, tin cậy Nhưng với giá thành cao + Trong nước tự chế tao phần điều khiển số phần khí đơn giản khác Bên cạnh đó, nột số hãng thang máy tiếng nước giới thiệu bán sản phẩm vào Việt nam như:OTIS( Hoa Kỳ), NIPPON ( Nhật bản), HUYNHDAI (Hàn quốc) Về cơng nghệ hãng ln đổi mấu mã phổ biến hai dạng: - Hệ thống truyền động dùng động điện với đối trọng thông thường - Hệ thống hạ buồng thang thuỷ lực Các hệ thống thang máy truyền động động điện đại phổ biến dùng kỹ thuật vi xử lý kết hợp với điều khiển vô cấp tốc độ đông điện Phân loại thang máy Thang mỏy hin ny ó c 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 nuyên tắc đặc điểm sau: a Phân loại theo công dụng: (TCVN 5744 -1993) Thang máy phân thành loại: * Thang máy chuyên chở người : - Thang máy chở người nhà cao tầng : Có tốc độ chậm trung bình, đòi hỏi vận hành êm, u cầu an tồn cao có tính mỹ thuật * Thang máy chun chở người có tính đến hàng kèm : Loại thường dùng cho siêu thị , khu triển lãm… * Thang máy chuyên chở bệnh nhân: Loại chuyên dùng cho bệnh viện, khu điều dưỡng, đặc điểm kích thước thơng thuỷ cabin phải đủ lớn để chưa băng ca (Cáng) giường bệnh nhân, với bác sỹ, nhân viên, dụng cụ cấp cứu Thuyết minh đồ án tốt nghiệp kèm giới sản xuất theo tiêu chuẩn kích thước tải trọng cho loại thang máy * Thang máy chuyên chở hàng có người kèm: Loại thường dùng cho nhà máy công xưởng, kho, thang máy dùng cho nhân viên khách san chủ yếu đẻ chở hàng có người kèm đẻ phục vụ, * Thang máy chun chở hàng khơng có người kém: Loại chuyên dùng để chở vật liệu, thức ăn khách sạn, nhà ăn tập thể v.v Đặc điểm loại nằy 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 chuyên dùng khác như:Thang máy cứu hoả, chở ô tô.vv b Phân loại theo hệ thống dẫn động cabin: * Thang máy dẫn động điện: Loại dẫn động cabin lên xuống nhờ động điện truyền qua hộp giảm tốc tới puli 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 ( chuyên dùng để chở người phục vụ xây dựng cơng trình cao tầng) * Thang máy thuỷ lực (bằng silanh – Pittông) Đặc điểm loại cabin đẩy từ lên nhờ silanh – Pitơng thuỷ lực nên hành trình bị hàn chế Hiện thang máy thuỷ lực với hành trình tối đa khoảng 18 m, 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 toàn, giảm chiều cao tổng thể cơng trình có số tầng phục vụ, buồngmáy đặt tầng * Thang máy nén khí: Thuyết minh đồ án tốt nghiệp c Phân loại theo vị trí đặt tời kéo: * Đối với thang máy điện: + Thang máy có tời kéo đặt phía giếng thang (hình 1.1) + Thang máy có tời kéo đặt phía giếng thang (hình 1.2) + Đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bánh hệ tời dẫn động đặt cabin + Đối với thang máy thuỷ lực: buồng thang đặt tầng (hình 1.3) d Phân loại theo hệ thống vận hành: * Theo mức độ tự động: + Loại nửa tự đông + Loại tự động * Theo tổ hợp điều khiển: + Điều khiển đơn + Điều khiển kép + Điều khiển theo nhóm * Theo vị trí điều khiển + Điều khiển cabin + Điều khiển cabin + Điều khiển cabin e Theo thông số bản: * Theo tốc độ di chuyển cabin: + Loại tóc độ thấp v < 1m/s + Loại tốc đọ trung bình v < 1÷ 2,5 m/s + Loại tốc đọ cao v < 2,5÷ m/s + Loại tốc đọ cao v > 4m/s * Theo khối lượng vân chuyển cabin: - Thang máy loại nhỏ Q < 500kG - Thang máy trung bình Q = 500 ¸ 1000kG - Thang máy loại lớn Q = 1000 ÷ 1600 kG Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Loại lớn Q > 1600KG g Theo kết cấu cum bản: * 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 ( v > 2,5 m/s) - Bộ tời kéo sử dụng đông tốc độ, hai tốc độ, động điều chỉnh vô cấp, động cảm ứng tuyến tính ( LIM – Linear induction Motor) - Bộ tời kéo có puly ma sát: puly quay kéo theo cáp chuyển động nhờ ma sát sinh rãnh ma sát puly cáp, loại phải có đối trọng (hình 1.1.a.b) loại tang cuấn cáp (hình 1.1.c) * Theo hệ thống cân bằng: - Có đối trọng (hinh 1.1.a) - Khơng có đối trọng (hình 1.1 c) - Có cáp hoăc xích cân dùng cho thang máy có hành trình lớn - Khơng có cáp xích cân * Theo cách treo cabin đối trọng: - Treo trực tiép vào dầm cabin (hình 1.1.a) - Có palăng cáp (thơng qua puly trung gian) dầm cabin (hình -1.1.b) - Đẩy từ phía đáy cabin thơng qua puly trung gian * Theo hệ thống cửa cabin: - Phương pháp đóng mở cửa cabin + Đóng mở tay: Khi cabin dừng tầng phải có người ngồi cửa mở đóng cửa cabin, cửa tầng + Đóng mở cửa tự động (bán tự động) Khi cabin dừng tầng cửa cabin cửa tầng tự động mở, đóng phải dùng tay ngược lại hai loại dùng cho thang máy chở hàng có người kèm, thang máy dùng cho nhà riêng 10 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp ) A I 0.2 L ST5 #30 SD T2 AN I 0.0 AN Q 2.2 = Q 1.2 NETWORK 53://§ãng cưa tÇng A( O T2 O M 4.7 ) AN I 3.5 AN I 1.0 AN Q 1.2 = Q 2.2 NETWORK 54: // Xoá tín hiệu báo vị trí thang tầng AN I 0.2 R M 0.2 NETWORK55:Xoá tín hiệu gọi thang tầng A I 0.2 A I 0.0 R M 1.2 NETWORK 56: TÝn hiƯu goi thang ë tÇng A I 1.1 O I 2.1 S M 1.1 NETWORK 57: Đặt tốc độ cao hướng xuống AN I 1.0 A M 1.1 A( O M 0.2 O M 0.3 O M 0.4 O M 0.5 ) S M 1.7 S M 2.6 NETWORK 58: Xoá tốc độ cao đặt tèc ®é thÊp A I 3.4 A M 1.5 R M 1.7 S M 1.6 NETWORK59// Khi thang đến tầng nhớ báo tầng A I 1.0 = Q 0.1 S M 0.1 NETWORK 60// Xoá tốc độ thấp, hướng xuống , đạt tín hiệu mở cửa tầng A M 0.1 A M 1.1 R M 1.6 110 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp R M 2.6 S M 2.1 NETWORK 61// Më cưa tÇng A( O M 2.1 O M 4.6 ) A I 0.1 L ST5 #30 SD T1 AN I 0.0 AN Q 2.1 = Q 1.1 NETWORK 62:// Đóng cửa tầng A( O T1 O M 4.7 ) AN I 3.5 AN I 1.0 AN Q 1.1 = Q 2.1 NETWORK 63://Xoá tín hiệu vị trí thang tầng AN I 0.1 R M 0.1 NETWORK64: Xo¸ tÝn hiƯu gäi thang ë tÇng A I 0.1 A I 0.0 R M 1.1 NETWORK 65: Më cöa cabin A( O M 2.1 O M 2.2 O M 2.3 O M 2.4 O M 2.5 O M 4.6 ) A( O I 0.1 O I 0.2 O I 0.3 O I 0.4 O I 0.5 ) L S5T #30 SD T0 AN I 0.0 AN Q 5.0 = Q 0.4 NETWORK 66: §ãng cưa cabin 111 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp A( O T0 O M 4.7 AN I 3.5 AN M 4.5 AN I 1.0 AN Q 4.0 = Q 5.0 NETWORK 67:// Më cöa b»ng tay A I 2.0 S 4.6 NETWORK 68:// §ãng cưa b»ng tay A I 3.0 S M 4.7 NETWORK 69://Xo¸ tÝn hiƯu më ®ãng cưa b»ng tay còng nh tÝn hiƯu më cđa tù ®éng A I 1.0 R M 4.6 R M 4.7 R M 2.1 R M 2.2 R M 2.3 R M 2.4 R M 2.5 NETWORK 70://TOC DO CAO A M 1.7 AN M 0.0 A I 1.0 AN Q 0.0 = Q 1.0 NETWORK 71:// Tèc ®é thÊp A M 1.6 AN M 0.0 A I 1.0 AN Q 1.0 = Q 0.0 NETWORK 72// TÝn hiÖu báo hướng lên ( Động quay thuận) đồng thời xo¸ tÝn hiƯuhíng xng A M 2.7 AN M 2.0 AN M 0.0 A I 1.0 = Q 3.0 R M 2.6 NETWORK 73// Tín hiệu báo hướng xuống (Động quay ngược) A M 2.6 AN M 3.0 AN M 0.0 A I 1.0 = Q 2.0 R M 2.7 NETWORK 74// Đèn ca bin sáng (có người) 112 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp A I 3.5 = Q 3.6 NETWORK 75// Báo tải A I 3.5 = Q 6.0 NETWORK 76 // Dừng động A I 1.0 A M 1.1 O A I 0.2 A M 1.2 O A I 0.3 A M 1.3 O A I 0.4 A M 1.4 O A I 0.5 A M 1.5 O NETWORK 77 Xo¸ tÝn hiƯu dõng ®éng c¬ A Q 0.5 = Q 3.5 NETWORK 78 BEU 113 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Lập trình sơ đồ LAD 7 7 7 7 7 7 114 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 6 6 6 6 6 6 115 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 116 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 117 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 118 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 119 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 120 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 121 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 122 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 123 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp 124 ... động * Theo tổ hợp điều khiển: + Điều khiển đơn + Điều khiển kép + Điều khiển theo nhóm * Theo vị trí điều khiển + Điều khiển cabin + Điều khiển cabin + Điều khiển cabin e Theo thông số bản: * Theo... điểm loại nằy 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 chuyên dùng khác như :Thang máy cứu hoả,... S7 300 Giới thiệu số lệnh S7 - 300 Chương IV: Lập trình thực phần mềm Step7 I 300 để điều khiển Cơ sỏ việc ứng dụng PLC yêu cầu cho toán điều khiển Cơ sở việc ứng dụng Các yêu cầu cho toán điều