thang máy 8 tầng chở người

1 Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 1.1.Giới thiệu chung Với tốc độ phát triển cạnh tranh ngày lớn lĩnh vực công nghệ, kĩ thuật ,thang máy phục vụ cho nhiều mục đích khác ngày nâng cao chất lượng ,cải tiến trở thành thiết bị thiếu nhà cao tầng Thang máy xuất từ cuối kỷ 19 ,nó chủ yếu sử dụng để vận chuyển hàng hóa cơng nghiệp ,xây dựng cơng trình Vấn đề khó khăn thiết kế hệ thống an toàn thang máy.Người chế tạo thành công hệ thống kĩ sư người Mỹ - Otis ,ông cho đời hệ thống phanh an toàn đảm bảo tiêu chuẩn cho thang máy chở người nhà cao tầng Đồ án tốt nghiệp Thang máy chở người đời phương tiện vận chuyển quan trọng , ưu điểm lớn giảm thời gian di chuyển hoạt động liên tục, tòa nhà từ tầng trở lên thang máy thiết bị bắt buộc để đảm bảo tiết kiệm thời gian cho người di chuyển tăng suất lao động Tuy nhiên , cơng trình đặc biệt khách sạn,bệnh viện ,trụ sở nhà nước…thường có số tầng tầng trang bị yêu cầu phục vụ cần thiết Như nói trên,đối với hệ thống đảm bảo an toàn cho thang máy chở người quan trọng liên quan đến tính mạng người Vì tất quy trình từ thiết kế,chế tạo lắp đặt ,vận hành cần tuân thủ đầy đủ ,nghiêm ngặt ,chặt chẽ Ở Việt Nam , nhập thiết bị tốn nên năm gần việc đầu tư ,nghiên cứu ,phát triển hệ thống ý ,quan tâm nhiều 1.2 Phân loại dòng thang máy 1.2.1 Phân loại theo cơng dụng 1.2.1.1.Thang máy chở người tòa nhà cao tầng - Thang máy loại thường có tốc độ trung bình đến cao, vận chuyển êm, yêu cầu - kết cấu đẹp ,đảm bảo mỹ quan, vật liệu làm cửa tầng có tính cách nhiệt tốt tránh hỏa hoạn Thông số kĩ thuật : Với tốc độ vận chuyển phổ biến 1,4 m/s nâng tải trọng đến 1000 kg với vận tốc cao v > m/s nâng tải trọng 1000 kg +, Kích thước phòng máy đạt từ 2000 x 3000 x 1800 (mm3) đến 2400 x 4000 x 1800 (mm3) +, Động hoạt động với công suất giao động từ – (kW/h) Đồ án tốt nghiệp Hình 1.1 Mẫu số thang máy chở khách 1.2.1.2.Thang máy dùng bệnh viện - Phải đảm bảo tối ưu an toàn ,độ êm vận hành ,thời gian vận chuyển nhanh đáp ứng cho nhu cầu bệnh viện Đồ án tốt nghiệp - Thông số kĩ thuật : có tải trọng từ 350 – 2000 kg ,tốc độ : 30 – 90 m/p , cabin rộng để vận chuyển giường bệnh, thời gian đóng mở cửa lâu thang máy lại +, Kích thước cửa cabin lớn so với loại thang máy khác , lên đến 1400 x 2300 (mm2) +, Kích thước hố thang 2200 x 1500 x 4400 (mm3) +, Kích thước cabin : 2600 x 4500 x 2500 (mm3) với tải trọng 1350 kg Hình 1.2 Thang máy bệnh viện 1.2.1.3.Thang máy dùng công nghiệp,xây dựng (vận thăng) - Cần đáp ứng yêu cầu vận chuyển thiết bị ,vật tư nặng ,vận hành chắn, thích nghi với mơi trường làm việc khắc nghiệt nhiệt độ cao,khói bụi ,hóa chất - Có thể hoạt động với tần suất cao ,tải trọng lớn - Vận thăng thiết kế xậy dựng chủ yếu để chở hàng chở người với vật liệu Đồ án tốt nghiệp Hình 1.3 Vận thang q trình xây dựng -Các thơng số kĩ thuật : +, Tải trọng nâng : 300 – 2000 kg ( tùy theo loại ) +, Tốc độ : 38 – 120 m/ph +, Kích thước tùy theo kích cỡ hàng hóa hay vật liệu vận chuyển : ví dụ nâng tải trọng 1000 kg với kích thước vận thăng 500 x 500 x 3000 (mm3) 1.2.1.4.Thang máy chở hàng - Thơng số kĩ thuật : +, Tải trọng mang 50 – 8000 kg +, Cần sử dụng với công suất lớn +, Cửa mở phải rộng lên tới m +, Tốc độ : 30 – 45 m/ph +, Kích thước cabin từ 800 x 800 x 1000 mm đến 2500 x 3500 x 2350 (mm3) Đồ án tốt nghiệp Hình 1.4 Thang máy chở hàng nhà máy 1.2.2.Phân loại theo tải trọng - Thang máy loại nhỏ : P < 500 kg - Thang máy loại trung bình : P = 500 -2000 kg - Thang máy loại lớn : P >2000 kg 1.2.3.Phân loại theo tốc độ di chuyển - Thang máy chạy chậm : v = 0,5 m/s - Thang máy chạy trung bình : v = 0,75 – 1,5 m/s - Thang máy chạy tốc độ cao : v = 2,5 - m/s 1.2.4.Một số kiểu phân loại khác - Phân loại theo hệ dẫn động cabin : dẫn động điện ,khí nén ,thủy lực ,dẫn động - bánh răng,vít me Phân loại theo hệ thống vận hành : tự động bán tự động Phân loại theo kết cấu , vị trí cabin … 1.2.5.Các yêu cầu thang máy 1.2.5.1.Hệ thống an toàn Đồ án tốt nghiệp Đối với thang máy, hệ thống an toàn cần ưu tiên hết,đặc biệt thang máy chở người Các thiết bị phần điện cần có khóa liên động.Phần khí cần đảm bảo hoạt động an tồn phần điện vận hành Để đảm bảo an tồn cho buồng thang máy cần treo nhiều sợi cáp Các sợi cáp cần có độ căng để đảm bảo mặt cân trọng lực Ngồi khơng thể thiếu hệ thống phanh an tồn để đề phòng trường hợp cáp bị đứt hay tốc độ vượt ngưỡng cho phép Hoạt động : thang máy bị đứt cáp, chạy tốc độ thiết kế hệ thống khống chế vượt tốc(govenor) đặt phòng máy hoạt động giúp giữ cáp thắng lại (cáp thắng nối governor thắng lắp cabin) Hình 1.5 Thắng thang máy 1.2.5.2.Yêu cầu hạn chế độ giật thang máy dừng Một yêu cầu cần phải có vân hành khả chuyển động êm, điều phụ thuộc vào gia tốc khởi động khả hãm phanh hệ thống : - Tốc độ di chuyển thang máy thay đổi dựa theo thay đổi thời gian hãm mở máy - Gia tốc tối ưu cho thang máy a ≤ m/s2 để bảo đảm khơng gây khó chịu dừng 1.2.5.3.Yêu cầu dừng xác theo vị trí - Buồng thang cần dừng xác vị trí so với mặt sàn tầng để đảm bảo lối vào buồng thang không gây trở ngại Đồ án tốt nghiệp - Thang máy làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại nên yêu cầu thiết bị đóng ngắt mạch phải an tồn ,có thể chịu tần suất làm việc cao  Từ yêu cầu trên, biểu đồ phụ tải thang máy phải biểu đồ hình thang để đảm bảo gia tốc khở động hãm nằm vùng cho phép Hình 1.6 Đồ thị biểu diễn đường đi(s),gia tốc(a) độ giật(p) thang máy 1.3.Cấu tạo chung nguyên lý hoạt động 1.3.1.Cấu tạo chung Hiện nay, thang máy cải tiến với kết cấu khác chúng bao gồm phận sau : 10 Đồ án tốt nghiệp Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống thang máy 1.3.2 Hệ thống khí Gồm thiết bị sau : - Máy kéo(bộ tời kéo) đặt phía có tác dụng chuyển động lên xuống thang máy - Bộ chống vượt tốc để bảo đảm kiểm soát gia tốc cho phép tránh trường hợp đứt cáp tải hay thang máy hoạt động với gia tốc vượt ngưỡng - Rail dẫn hướng : thang máy chạy theo đường ray - Đối trọng : đảm bảo cân lực chuyển động thang máy - Hộp giảm tốc bánh ví trục vít - Giảm chấn : để hãm thang máy xuống tầng - Các chịu lực ,nâng đỡ thang máy a) b) Hình 1.8.Ray dẫn hướng a Ray dẫn hướng cho cabin b Ray dẫn hướng cho đối trọng 10 87 Đồ án tốt nghiệp Trong q trình thực hiện,thường dùng ngơn ngữ LAD để đơn giản hiệu 4.2.2.Tập lệnh sử dụng PLC Trong đồ án ,ta sử dụng ngôn ngữ LAD nên dùng lệnh 4.2.2.1 Bit logic - Tiếp điểm thường hở NO(Normally Open) đóng lại giá trị bit = - Tiếp điểm thường hở NC(Normally Closed) đóng lại giá trị bit = 4.2.2.2 Các lệnh Set Reset - Khi lệnh Set kích hoạt , giá trị OUT đặt lên 1, không bị thay đổi khơng kích hoạt - Khi lệnh Reset kích hoạt , giá trị OUT đặt , khơng bị thay đổi khơng kích hoạt - Khi SET_BF kích hoạt , giá trị liệu gán cho n bit bắt đầu địa OUT - Khi RESET_BF kích hoạt ghi giá trị liệu đến n bit bắt đầu OUT 4.2.2.3 Các lệnh ngưỡng dương âm 87 88 Đồ án tốt nghiệp - Cuộn dây P : bit gán OUT TRUE có độ dương (từ lên 1) phát dòng tín hiệu vào cuộn dây - Cuộn dây N : bit gán OUT TRUE có độ âm (từ xuống 0) phát dòng tín hiệu vào cuộn dây 4.2.2.4 Các định Ta sử dụng định thực trì hỗn Một số định sau thường sử dụng : - TP : định xung phát xung với bề rộng xung đặt trước - TON : ngõ định ON-delay đặt lên ON sau trì hỗn đặt trước - TOF : ngõ định ON-delay đặt OFF sau trì hỗn đặt trước 88 89 Đồ án tốt nghiệp 4.3 Thuật toán điều khiển 4.3.1 Nguyên lý điều khiển chung Hình 4.5 Sơ đồ điều khiển Chương trình ưu tiên : - Ln ưu tiên lệnh gọi trước - Ưu tiên chiều chuyển động cabin : ví dụ có người tầng muốn lên tầng ,người lên tầng dùng lệnh gọi tầng trước người lên tầng chương trình điều khiển ưu tiên lên tầng lên tầng 89 90 Đồ án tốt nghiệp 4.3.2 Chế độ vận hành Ví dụ : chế độ vận hành cho tầng 1,2,3 Hình 4.6 Sơ đồ vận hành chung Tương tự cho chế độ vận hành với tầng lại 4.3.3 Các bit đầu vào – đầu 90 91 Đồ án tốt nghiệp Bảng 4.1 Các bit đầu vào TT Giải thích Symbol Nút ấn Start BI_START Nút ấn Stop BI_STOP Gọi tầng BI_F1 Gọi tầng lên BI_F2_U Gọi tầng xuống BI_F2_D Gọi tầng lên BI_F3_U Gọi tầng xuống BI_F3_D Gọi tầng lên BI_F4_U Gọi tầng xuống BI_F4_D 10 Gọi tầng lên BI_F5_U 11 Gọi tầng xuống BI_F5_D 12 Gọi tầng lên BI_F6_U 13 Gọi tầng xuống BI_F6_D 14 Gọi tầng lên BI_F7_U 15 Gọi tầng xuống BI_F7_D 16 Gọi tầng BI_F8_D 17 Gọi tầng thang máy BI_F1_INSIDE 18 Gọi tầng thang máy BI_F2_INSIDE 19 Gọi tầng thang máy BI_F3_INSIDE 20 Gọi tầng thang máy BI_F4_INSIDE 21 Gọi tầng thang máy BI_F5_INSIDE 22 Gọi tầng thang máy BI_F6_INSIDE 23 Gọi tầng thang máy BI_F7_INSIDE 24 Gọi tầng thang máy BI_F8_INSIDE 25 CB tầng ICB_F1 26 CB tầng ICB_F2 27 CB tầng ICB_F3 28 CB tầng ICB_F4 91 92 Đồ án tốt nghiệp TT Giải thích Symbol 29 CB tầng ICB_F5 30 CB tầng ICB_F6 TT Giải thích Symbol 31 CB tầng ICB_F7 32 CB tầng ICB_F8 33 CB đóng cửa trái tầng ICB_LC_F1 34 CB mở cửa trái tầng ICB_LO_F1 35 CB đóng cửa phải tầng ICB_RC_F1 36 CB mở cửa phải tầng ICB_RO_F1 37 CB đóng cửa trái tầng ICB_LC_F2 38 CB mở cửa trái tầng ICB_LO_F2 39 CB đóng cửa phải tầng ICB_RC_F2 40 CB mở cửa phải tầng ICB_RO_F2 41 CB đóng cửa trái tầng ICB_LC_F3 42 CB mở cửa trái tầng ICB_LO_F3 43 CB đóng cửa phải tầng ICB_RC_F3 44 CB mở cửa phải tầng ICB_RO_F3 45 CB đóng cửa trái tầng ICB_LC_F4 46 CB mở cửa trái tầng ICB_LO_F4 47 CB đóng cửa phải tầng ICB_RC_F4 48 CB mở cửa phải tầng ICB_RO_F4 49 CB đóng cửa trái tầng ICB_LC_F5 50 CB mở cửa trái tầng ICB_LO_F5 51 CB đóng cửa phải tầng ICB_RC_F5 52 CB mở cửa phải tầng ICB_RO_F5 53 Nút mở cửa thang máy BI_OPEN_INSIDE 54 Nút đóng cửa thang máy BI_CLOSE_INSIDE 55 CB đóng cửa trái tầng ICB_LC_F6 Tiếp bảng 4.1 : 92 93 Đồ án tốt nghiệp TT Giải thích Symbol 56 CB mở cửa trái tầng ICB_LO_F6 57 CB đóng cửa phải tầng ICB_RC_F6 58 CB mở cửa phải tầng ICB_RO_F6 59 CB đóng cửa trái tầng ICB_LC_F7 60 CB mở cửa trái tầng ICB_LO_F7 61 CB đóng cửa phải tầng ICB_RC_F7 62 CB mở cửa phải tầng ICB_RO_F7 63 CB đóng cửa trái tầng ICB_LC_F8 64 CB mở cửa trái tầng ICB_LO_F8 65 CB đóng cửa phải tầng ICB_RC_F8 66 CB mở cửa phải tầng ICB_RO_F8 67 Nút cảnh báo BI_CANHBAO Tiếp bảng 4.1 : Bảng 4.2 Các bit đầu TT Giải thích Symbol Đèn báo hệ thống làm việc Q_DEN_LV Động lên Q_UP Động xuống Q_DOWN Động cửa tầng mở Q_F1_OPEN Động cửa tầng đóng Q_F1_CLOSE Động cửa tầng mở Q_F2_OPEN Động cửa tầng đóng Q_F2_CLOSE Động cửa tầng mở Q_F3_OPEN Động cửa tầng đóng Q_F3_CLOSE 10 Động cửa tầng mở Q_F4_OPEN 11 Động cửa tầng đóng Q_F4_CLOSE 12 Động cửa tầng mở Q_F5_OPEN 13 Động cửa tầng đóng Q_F5_CLOSE 14 Động cửa tầng mở Q_F6_OPEN 93 94 Đồ án tốt nghiệp TT Giải thích Symbol 15 Động cửa tầng đóng Q_F6_CLOSE 16 Động cửa tầng mở Q_F7_OPEN 17 Động cửa tầng đóng Q_F7_CLOSE 18 Động cửa tầng mở Q_F8_OPEN 19 Động cửa tầng đóng Q_F8_CLOSE 4.3.4 Chọn PLC Hình 4.7 PLC -CPU 1214C AC/DC/Rly Thông số kĩ thuật : - Nguồn 85-264 VAC - 14 đầu vào DI - 10 đầu DO rơ-le 2A Với tổng cộng 67 Input 19 Output ,ta cần bổ sung module SM 1223 với 16 DI/DO 94 95 Đồ án tốt nghiệp Hình 4.8 Module SM 1223 4.4 Kết nối mạch cho hệ thống 4.4.1 Kết nối mạch động lực Với K1,K2 công tắc tơ cho thang máy lên xuống ; K3,K4 : công tắc tơ cho đóng cửa mở cửa 95 96 Đồ án tốt nghiệp Hình 4.9 Mạch kết nối động buồng thang 4.4.2 Mạch logic điều khiển PLC Hình 4.10 Mạch khởi động 96 97 Đồ án tốt nghiệp Hình 4.11 Mạch gọi tầng bên ngồi Hình 4.12 Mạch báo vị trí thang máy Hình 4.13 Mạch tạo xung đếm Hình 4.14 Mạch gọi tầng Hình 4.15 Mạch gọi tầng bên 97 98 Đồ án tốt nghiệp Hình 4.16 Mạch reset Hình 4.17 Mạch dừng hệ thống a) b) Hình 4.18 Mạch tạo timer a.Mạch tạo xung 1s b.Mạch đếm 98 99 Đồ án tốt nghiệp 4.4.3 Kết mô TIA PORTAL KẾT LUẬN Qua q trình tìm hiểu tính tốn thiết kế , ta thấy thiết kế hệ thống thang máy đảm bảo tiêu chuẩn cần thời gian nghiên cứu kĩ lưỡng tỉ mỉ ,đảm bảo tính tốn với sai số cho phép thơng số cụ thể Hiện có nhiều cơng ty hoạt động lĩnh vực thang máy Việt Nam chủ yếu làm đại lý nhập lắp đặt ,bảo trì ,bảo dưỡng …Có số công ty nước thang máy Thiên Nam,Á Châu Đối với chung cư nhà cao tầng Việt Nam ,việc lắp đặt thang máy ngoại nhập đắt việc sử dụng lắp đặt liên hệ với công ty thang máy nước cần đươc cải thiện chất lượng lẫn số lượng Vì tương lai ,việc 99 100 Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu, chế tạo ,sản xuất thang cần khuyến khích quan tâm nhiều để đảm bảo tính cạnh tranh nâng cao quy mô ,chất lượng Qua đồ án , thân em học hỏi nhiều thứ : biết bước thiết kế hệ thống thang máy ban đầu từ thông số kĩ thuật u cầu đến quy trình tính tốn thông số động lực học quan trọng , cần thiết trình thiết kế, hệ thống mạch điện-điều khiển sử dụng chương trình điều khiển logic PLC để giám sát hoạt động ,đảm bảo có thơng tin xác trình chuyển động hay thang máy gặp cố Về đồ án hoàn thành bước yêu cầu thầy hướng dẫn đồng thời khơng tránh khỏi thiếu sót q trình thực hiện, em mong thầy bạn bè đóng góp thêm ý kiến để đồ án hoàn thiện TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] TS Trương Quốc Thành ,TS.Phạm Quang Dũng, Máy thiết bị nâng , Nhà xuất khoa học kĩ thuật 1999 [2] PGS.TS Vũ Liêm Chính ,TS.Phạm Quang Dũng , Th.S Hoa Văn Ngũ, Thang máy – Cấu tạo ,lắp đặt,lựa chọn sử dụng Nhà xuất khoa hoc kĩ thuật 2000 [3] PGS.TS Vũ Liêm Chính (Chủ biên), Sổ tay máy xây dựng 100 101 Đồ án tốt nghiệp Nhà xuất khoa hoc kĩ thuật 2000 [4] PGS.TS Lê Ngọc Hồng, Sức bền vật liệu Nhà xuất khoa hoc kĩ thuật 2002 [5] Nguyễn Trọng Hiệp , Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy Nhà xuất giáo dục 1999 [6] Trương Quốc Thành ,Đặng Thế Hiển , Đồ án máy nâng chuyển Hà Nội 1992 Tiếng Anh [6] Lubomir Janovsky, Elevator Mechanical Design ,1999 101 ... cabin a) b) c) d) e) f) Thang máy điện dẫn động cáp có buồng máy đặt phía giếng thang Thang máy dẫn động thủy lực Thang máy dẫn động bánh Thang máy dẫn động vítme Thang máy điện dẫn động cáp có... án tốt nghiệp Hình 1.4 Thang máy chở hàng nhà máy 1.2.2.Phân loại theo tải trọng - Thang máy loại nhỏ : P < 500 kg - Thang máy loại trung bình : P = 500 -2000 kg - Thang máy loại lớn : P >2000... thang máy sử dụng biến tần tích hợp 12 13 Đồ án tốt nghiệp Hình 1.12 Tủ điều khiển thang máy sử dụng PLC Hình 1.13 Tủ điều khiển thang máy sử dụng vi xử lý 1.3.3.5.Nguyên lí hoạt động - Khi thang