ĐỒ án PLC(THIÊT kế THANG MAY)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, công nghiệp hóa hiện đại hóa ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong đời sống xã hội Tự động hóa cao song song với việc sử dụng một cách triệt để nguồn năng lượng, tăng năng suất lao động, nâng cao chất lượng sản phẩm, cải thiện môi trường làm việc, cải thiện nhu cầu sống của con người.

Là một sinh viên nghành điện tự động hóa ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường mỗi sinh viên chúng ta đã được các thầy cô trang bị cho những tư duy, kiến thức cơ bản về tự động hóa điện năng và truyền động điện tự động.

Trong kỳ thực tập tốt nghiệp vừa qua em đã có dịp tiếp xúc và tìm hiểu một số thiết bị hiện đại đang được ứng dụng trong nghành tự động hóa Do đó trong giai đoạn làm đồ án tốt nghiệp, được sự đồng ý và giúp đỡ của cô giáo

hướng dẫn Em đã chọn đề tài: Ứng dụng của PLC S7-200 và biến tần điều

khiển thang máy 10 tầng.

Sau gần 2 tháng liên tục được sự hướng dẫn tận tình của cô giáo hướng dẫn, và các thầy trong bộ môn, và cùng với sự giúp đỡ của các bạn trong lớp, đến nay bản thiết kế của em đã hoàn thành.

Qua đây em muốn gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ em để hoàn thành bản thiết kế này Đồng thời em muốn gửi lời cảm

ơn sâu sắc đến cô giáo Th.S Nguyễn Văn A người đã hướng dẫn tận tình em

trong suốt thời gian qua.

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên Thiết kế

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên sinh viên :

Mã số sinh viên :

Giáo viên hướng dẫn :

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

……….…

………

………

………

………

Ngày tháng năm

Giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 6

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THANG MÁY 6

1.1.1 Khái niệm chung về Thang Máy 6

1.1.2 Lịch sử phát triển Thang Máy 7

1.1.3 Phân loại Thang Máy 8

1.2 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI THANG MÁY 13

1.2.1 Yêu cầu an toàn trong điều khiển Thang Máy 13

1.2.2 Dừng chính xác buồng thang 16

1.2.3 Ảnh hưởng của tốc độ, gia tốc và độ giật đối với hệ truyền động Thang Máy 19

1.3 KẾT CẤU CHUNG CỦA THANG MÁY 21

1.3.1 Giếng Thang 21

1.3.2 Cabin 23

1.3.3 Các thiết bị khác 23

1.4 CÁC HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THANG MÁY 25

1.4.1 Các yêu cầu đối với hệ truyền động điện Thang Máy 25

1.4.2 Hệ thống máy phát động cơ 25

1.4.3 Hệ thống bộ biến đổi tĩnh – động cơ một chiều (BBĐ- Đ) 26

1.4.4 Hệ thống biến tần – động cơ không đồng bộ 26

1.4.5 Hệ thống dùng động cơ không đồng bộ nhiều cấp tốc độ 27

1.4.6 Tính chọn công suất động cơ truyền động Thang Máy 28

1.5 CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY 33

1.5.1 Hệ thống sử dụng Thang Máy, sử dụng các phần tử có tiếp điểm 33 1.5.2 Hệ truyền động khống chế Thang Máy dùng các phần tử logic 38

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 41

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BIẾN TẦN 41

2.1.1 Tổng quan về biến tần Siemens 41

2.2 ĐIỀU KHIỂN VÀ VẬN HÀNH CƠ BẢN 43

2.2.1 Điều khiển 43

2.2.2 Vận hành cơ bản 44

2.3 CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH 47

2.3.1 Điều khiển digital 47

2.3.2 Điều kiện tương tự 47

2.3.3 Điều khiển tương tự 48

2.3.4 Các chế độ điều khiển động cơ 49

2.4 LẬP TRÌNH BIẾN TẦN ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 51

2.5 MÃ LỖI VÀ MÃ CẢNH BÁO 58

2.5.1 Mã lỗi 58

2.5.2 Mã cảnh cáo 59

2.5.3 Lập trình biến tần điểu khiển động cơ 60

2.5.4 Sơ đồ ghép nối biến tần-động cơ 63

CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC 64

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC 64

3.1.1 Vai trò của các thiết bị điều khiển logic khả trình PLC 64

3.1.2 Cấu tạo chung của thiết bị điều khiển PLC 66

3.1.3 Hoạt động nội tại và xử lý tín hiệu của PLC 68

3.1.4 Tìm hiểu ngôn ngữ lập trình phần mềm 68

3.2 GIỚI THIỆU BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC S7- 200 69

3.2.1 Cấu trúc hoạt động 69

3.2.3 Cấu trúc chương trình của PLC S7-200 77

3.3 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CỦA S7-200 78

3.3.1 Phương pháp lập trình 78

3.3.2 Cấu trúc ngôn ngữ lập trình S7-200 80

CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG PLC CHO HỆ THỐNG KHỐNG CHẾ ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY 86

4.1 CƠ SỞ CỦA VIỆC ỨNG DỤNG VÀ CÁC YÊU CẦU CHO BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN 86

4.1.1 Các yêu cầu cho bài toán điều khiển 86

4.1.2 Tối ưu hóa chương trình điều khiển Thang Máy 87

4.1.3 Tín hiệu hóa cho hệ thống điều khiển Thang Máy 91

4.1.4 Thiết kế bộ nút ấn gọi tầng trong cabin cho thang máy: 92

4.1.6 Mạch khống chế hành trình của buồng thang 95

4.1.7 Mạch khống chế động cơ mở cửa cabin 96

4.1.8 Lưu đồ thuật toán 97

4.2 LẬP CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO THANG MÁY 99

4.2.1 Các bước lập trình 99

4.2.2 Gán các địa chỉ đầu vào 100

4.2.4 Gán các bít nhớ nội 103

4.2.6 Chương trình lập theo ngôn ngữ STL 105

CHƯƠNG V: THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 141

5.1 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA THANG MÁY 10 TẦNG 141

5.1.1 Khối cảm biến vị trí: 141

5.1.5 Khối hiển thị 142

5.1.6 Khối đóng mở cửa 142

5.1.7 Khối chuông và đèn báo 142

5.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TOÀN BỘ HỆ THỐNG 142 5.3 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 143

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THANG MÁY.

1.1.1 Khái niệm chung về Thang Máy.

Thang máy là một thiết bị chuyên dùng để vận chuyển người, hàng hoá, vậtliệu v.v theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 150 so vớiphương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn

Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định, đối với các nhà cao 6 tầng trở lênđều phải được trang bị thang máy để đảm bảo cho người đi lại thuận tiện, tiếtkiệm thời gian và tăng năng suất lao động Giá thành của thang máy trang bị chocông trình so với tổng giá thành của công trình chiếm khoảng 6% đến 7% là hợp

lý Đối với những công trình đặc biệt như bệnh viện, nhà máy, khách sạn v.v.Tuy nhiên số tầng nhỏ hơn 6 nhưng do yêu cầu phục vụ vẫn phải được trang bịthang máy

Với các nhà nhiều tầng có chiều cao lớn thì việc trang bị thang máy là bắtbuộc để phục vụ việc đi lại trong nhà Nếu vấn đề vận chuyển người trong nhữngtoà nhà này không được giải quyết thì các dự án xây dựng các toà nhà cao tầngkhông thành hiện thực

Thang máy là một thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt, nóliên quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng con người Vì vậy, yêu cầu chungđối với thang máy khi thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng và sửa chữa làphải tuân thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu về kỹ thuật an toàn được quyđịnh trong các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm

1.1.2 Lịch sử phát triển Thang Máy.

Cuối thế kỷ thứ 19, trên thế giới mới chỉ có một vài hãng thang máy ra đờinhư: OTIS; Schindler Chiếc thang máy đầu tiên đã được chế tạo và đưa vào sửdụng của hãng OTIS (Mỹ) năm 1853 Đến năm 1874, hãng thang máy Schindler(Thụy Sĩ) cũng đã chế tạo thành công những thang máy khác Lúc đầu bộ tời kéochỉ có một tốc độ, cabin có kết cấu đơn giản, cửa tầng đứng bằng tay, tốc độ dichuyển của cabin thấp

Đầu thế kỷ thứ 20, có nhiều hãng thang máy khác ra đời như KONE (PhầnLan), MISUBISHI, NIPON, ELEVATOR, (Nhật Bản), THYSEN (Đức),SABIEM (Ý) đã chế tạo các loại thang máy có tốc độ cao, tiện nghi trongcabin tốt hơn và êm hơn

Vào đầu những năm 1970, thang máy đã chế tạo đạt tới tốc độ 7.5m/s, nhữngthang máy chở hàng đã có tải trọng tới 30 tấn đồng thời cũng trong khoảng thờigian này cũng có các thang máy thuỷ lực ra đời Sau một khoảng thời gian rấtngắn với tiến bộ của các ngành khoa học khác, tốc độ thang máy đã đạt tới 10m/

s Vào những năm 1980, đã xuất hiện hệ thống điều khiển động cơ mới bằngphương pháp biến đổi điện áp và tần số VVVF (inverter) Thành tựu này chophép thang máy hoạt động êm hơn, tiết kiệm được khoảng 40% công suất độngcơ.Đồng thời, cũng vào những năm này đã xuất hiện thang máy dùng động cơđiện cảm ứng tuyến tính

Vào đầu những năm 1990, trên thế giới đã chế tạo những thang máy có tốc

độ đạt tới 12.5 m/s và các thang máy có các tính năng kỹ thuật khác

Như đã trình bày ở trên, trước đây thang máy ở Việt Nam đều do Liên Xô cũ

và một số nước Đông Âu cung cấp Chúng được sử dụng để vận chuyển trongcông nghiệp và chở người trong các nhà cao tầng Tuy nhiên số lượng còn rấtkhiêm tốn Trong những năm gần đây, do nhu cầu thang máy tăng mạnh, một sốhãng thang máy đã ra đời nhằm cung cấp, lắp đặt thiết bị thang máy theo haihướng là:

+ Nhập thiết bị toàn bộ của các hãng nước ngoài, thiết bị hoạt động tốt, tincậy Nhưng với giá thành rất cao

+Trong nước tự chế tạo phần điều khiển và một số phần cơ khí đơn giảnkhác

Các hệ thống thang máy truyền động bằng động cơ điện hiện đại phổ biến làdùng kỹ thuật vi xử lý kết hợp với điều khiển vô cấp tốc độ động cơ điện

1.1.3 Phân loại Thang Máy.

Thang máy hiện nay đã được thiết kế và chế tạo rất đa dạng, với nhiều kiểu,loại khác nhau để phù hợp với mục đích của từng công trình

Có thể phân loại thang máy theo các nguyên tắc và các đặc điểm sau:

1.1.3.1 Theo công dụng (TCVN 5744-1993) thang máy được phân thành 5 loại.

a) Thang máy chuyên chở người.

Loại này chuyên vận chuyển hành khách trong các khách sạn, công sở, nhànghỉ, các khu chung cư, trường học, tháp truyền hình v.v

b) Thang máy chuyên chở người có tính đến hàng đi kèm.

Loại này thường dùng cho các siêu thị, khu triển lãm v.v

c) Loại máy chuyên chở bệnh nhân.

Loại này chuyên dùng cho các bệnh viện, các khu điều dưỡng, Đặc điểmcủa nó là kích thước thông thuỷ cabin phải đủ lớn để chứa băng ca (cáng) hoặcgiường của bệnh nhân, cùng với các bác sĩ, nhân viên và các dụng cụ cấp cứu đikèm Hiện nay trên thế giới đã sản xuất theo cùng tiêu chuẩn kích thước và tảitrọng cho loại thang máy này

d) Thang máy chuyên chở hàng có người đi kèm.

Loại thường dùng cho các nhà máy, công xưởng, kho, thang máy dùng chonhân viên khách sạn v.v chủ yếu để chở hàng nhưng có người đi kèm để phụcvụ

e) Thang máy chuyên chở hàng không có người đi kèm.

Loại chuyên dùng để chở vật liệu, thức ăn trong các khách sạn, nhà ăn tậpthể v.v Đặc điểm của loại này chỉ có điều khiển ngoài cabin (trước các cửatầng) Còn các loại thang máy khác nêu ở trên vừa điều khiển trong cabin vừađiều khiển ngoài cabin

Ngoài ra còn có các loại thang máy chuyên dùng khác như: thang máy cứuhoả, chở ôtô v.v

1.1.3.2 Theo hệ thống dẫn động cabin.

a) Thang máy dẫn động điện.

Loại này dẫn động cabin lên xuống nhờ động cơ điện truyền qua hộp giảmtốc tới puly ma sát hoặc tang cuốn cáp Chính nhờ cabin được treo bằng cáp màhành trình lên xuống của nó không bị hạn chế Ngoài ra còn có loại thang máydẫn động cabin lên xuống nhờ bánh răng thanh răng (Chuyên dùng để chở ngườiphục vụ xây dựng các công trình cao tầng)

b) Thang máy thuỷ lực (bằng xylanh - pittông).

Đặc điểm của loại này là cabin được đẩy từ dưới lên nhờ xylanh - pittôngthuỷ lực nên hành trình bị hạn chế Hiện nay thang máy thuỷ lực với hành trìnhtối đa khoảng 18m, vì vậy không thể trang bị cho các công trình cao tầng, mặc

dù kết cấu đơn giản, tiết diện giếng thang máy nhỏ hơn khi có cùng tải trọng sovới dẫn động cáp, chuyển động êm, an toàn, giảm được chiều cao tổng thể củacông trình khi có cùng số tầng phục vụ, vì buồng máy đặt ở tầng trệt

c) Thang máy nén khí.

1.1.3.3 Theo vị trí đặt bộ tời kéo.

Đối với thang máy điện

+ Thang máy có bộ tời kéo đặt phía trên giếng thang

+ Thang máy có bộ tời kéo đặt phía dưới giếng thang

+ Đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bằng bánh răng thanh răngthì hệ tời dẫn động đặt ngay trên nóc

Đối với thang máy thuỷ lực: buồng máy đặt tại tầng trệt

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 trong cabin

+ Điều khiển ngoài cabin

+ Điều khiển cả trong và ngoài cabin

1.1.3.5 Theo các thông số cơ bản.

a) Theo tốc độ di chuyển của cabin.

1.1.3.6 Theo kết cấu các cụm cơ bản.

a) Theo kết cấu của bộ tời kéo.

+ Bộ tời kéo có hộp giảm tốc:

+ Bộ tời kéo không có hộp giảm tốc: thường dùng cho các loại thang máy cótốc độ cao ( >2,5 m/s);

+ Bộ tời kéo sứ dụng động cơ một tốc độ, hai tốc độ, động cơ điều chỉnh vôcấp, động cơ cảm ứng tuyến tính (LIM – Linear Induction Motor);

+ Bộ tời kéo có puly ma sát: khi puly quay kéo theo cáp chuyển động là nhờ

ma sát sinh ra giữa rãnh ma sát của puly và cáp Loại này đều phải có đối trọng

b) Theo hệ thống cân bằng.

+ Có đối trọng;

+ Không có đối trọng;

+ Có cáp hoặc xích cân bằng dùng cho các thang máy có hành trình lớn;

+ Không có cáp hoặc xích cân bằng.

c) Theo cách treo cabin và đối trọng.

+ Treo trực tiếp vào dầm trên của cabin;

+ Có palăng cáp (thông qua các puly trung gian) vào dầm trên của cabin;+ Đẩy từ phía đáy cabin thông qua các puly trung gian

d) Theo hệ thống cửa cabin.

+ Phương pháp đóng mở cửa cabin:

- Đóng mở bằng tay: Khi cabin dừng đúng tầng thì phải có người ở tronghoặc ngoài cửa mở và đóng cửa cabin và cửa tầng;

- Đóng mở cửa tự động (bán tự động) Khi cabin dừng đúng tầng thì cửacabin và cửa tầng tự động mở, khi đóng phải dùng tay hoặc ngược lại

Cả hai loại này đều dùng cho các thang máy chở hàng có người đi kèm, hoặcthang máy dùng cho nhà riêng

- Đóng mở tự động: Khi cabin dừng đúng tầng thì cửa cabin và cửa tầng tựđộng mở và đóng nhờ một cơ cấu đặt ở đầu cabin Thời gian và tốc độ đóng mở

có thể điều chỉnh được

+ Theo kết cấu của cửa:

- Cánh cửa dạng cửa xếp lùa về một phía hoặc hai phía;

- Cánh cửa dạng tấm (panen) đóng, mở bản lề một cánh hoặc hai cánh

Hai loại này thường dùng cho thang máy chở hàng có người đi kèm hoặckhông có người đi kèm Hoặc thang máy dùng cho nhà riêng

- Cánh cửa dạng tấm (panen), hai cánh mở chính ở giữa lùa về hai phía Đốivới thang máy có tải trọng lớn, cabin rộng, cửa cabin có bốn cánh mở chính ởgiữa lùa về hai phía (mỗi bên hai cánh)

Loại này thường dùng cho thang máy có đối trọng đặt ở phía sau cabin;

- Cánh cửa dạng tấm (panen), hai hoặc ba cánh mở một bên, lùa về một phía.Loại này thường dùng cho thang máy có đối trọng đặt bên cạnh cabin (thangmáy chở bệnh nhân);

- Cánh cửa dạng tấm (panen), hai cánh mở chính giữa lùa về hai phía trên vàdưới (thang máy chở thức ăn);

- Cánh cửa dạng tấm (panen), hai hoặc ba cánh mở lùa về một phía trên.Loại này dùng cho thang máy chở ôtô và thang máy chở hàng

+ Theo số cửa cabin:

- Thang máy có một cửa;

- Hai cửa đối xứng nhau;

- Hai cửa vuông góc nhau

e) Theo bộ hãm bảo hiểm cabin.

+ Hãm tức thời, loại này dùng cho thang máy có tốc độ thấp đến 45 m/ph;+ Hãm êm, loại này dùng cho thang máy có tốc độ lớn hơn 0.75 m/s, vàthang máy chở bệnh nhân

1.1.3.7 Theo vị trí của cabin và đối trọng giếng thang.

a) Đối trọng bố trí phía sau.

b) Đối trọng bố trí một bên.

1.1.3.8 Theo quỹ đạo di chuyển của cabin.

a) Thang máy thẳng đứng.

b) Thang máy nghiêng.

c) Thang máy zigzag.

1.2 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI THANG MÁY.

1.2.1 Yêu cầu an toàn trong điều khiển Thang Máy.

Thang máy là thiết bị chuyên dùng để chở người, chở hàng từ độ cao này đến

độ cao khác vì vậy trong thang máy, vấn đề an toàn được đặt lên hàng đầu Đểđảm cho sự hoạt động an toàn của thang máy, người ta bố trí một loạt các thiết bịgiám sát hoạt động của thang nhằm phát hiện và xử lý sự cố

Trong thực tế, khi thiết kế truyền động cho thang máy phải phối hợp bảo vệ

cả phần cơ và phần điện, kết hợp nhiều loại bảo vệ Chẳng hạn, khi cấp điện chođộng cơ kéo buồng thang thì cũng cấp điện luôn cho động cơ phanh, làm nhả các

má phanh kẹp vào ray dẫn hướng Khi đó buồng thang mới có thể chuyển độngđược Khi mất điện, động cơ phanh không quay nữa, các má phanh kẹp sẽ tácđộng vào đường ray giữ cho buồng thang không rơi

1.2.1.1 Một số thiết bị bảo hiểm cơ khí của thang máy.

a Phanh bảo hiểm.

Phanh bảo hiểm giữ buồng thang tại chỗ khi đứt cáp, mất điện và khi tốc độvượt quá (20  40) % tốc độ định mức

Phanh bảo hiểm thường được chế tạo theo 3 kiểu: Phanh bảo hiểm kiểu nêm,phanh bảo hiểm kiểu lệch tâm và phanh bảo hiểm kiểu kìm

Trong các loại phanh trên, phanh bảo hiểm kìm được sử dụng rộng rãi hơn,

nó bảo đảm cho buồng thang dừng êm hơn Kết cấu của phanh bảo hiểm kiểukìm được biểu diễn trên hình 1-1

Phanh bảo hiểm thường được lắp phía dưới buồng thang, gọng kìm 2 trượttheo thanh hướng dẫn 1 khi tốc độ của buồng thang bình thường Nằm giữa haicánh tay đòn của kìm có nêm 5 gắn với hệ truyển động bánh vít - trục vít 4 Hệtruyền động trục vít có hai loại ren: ren phải và ren trái

Hình 1-1: Phanh bảo hiểm kiểu kìm

Cùng với kết cấu của phanh bảo hiểm, buồng thang có trang bị thêm cơ cấuhạn chế tốc độ kiểu ly tâm Khi tốc độ chuyển của buồng thang tăng, cơ cấu đai

truyền 3 sẽ làm cho thang 4 quay và kìm 5 sẽ ép chặt buồng thang vào thanh dẫnhướng và hạn chế tốc độ của buồng thang

b Bộ hạn chế tốc độ kiểu vòng cáp kín.

Bộ hạn chế tốc độ được đặt ở đỉnh thang và được điều

khiển bởi một vòng cáp kín truyền từ buồng thang qua

puli của bộ điều tốc vòng xuống dưới một puli cố định ở

đáy giếng thang Cáp này chuyển động với tốc độ bằng

tốc độ của buồng thang và được liên kết với các thiết bị an

toàn Khi tốc độ của Cabin vượt quá giá trị cực đại cho

phép, thiết bị kéo cáp do bộ điều tốc điều khiển sẽ giữ

vòng cáp của bộ điều tốc, cáp bị tác dụng của một lực

kéo Lực này sẽ tác động vào thiết bị an toàn cho buồng

thang như ngắt mạch điện động cơ, đưa thiết bị chống rơi

Tốc độ Cabin mà tại đó bộ điều tốc bắt đầu hoạt động gọi là tốc độ nhả Theokinh nghiệm tốc nhả thường bằng 1/4 lần tốc độ vận hành bình thường của thang

Hình 1-2: Nguyên lý

làm việc của bộ hạn chếtốc độ

1.2.1.2 Các tín hiệu bảo vệ và báo sự cố.

Ngoài các bộ hạn chế tốc độ và phanh người ta còn đặt các tín hiệu bảo vệ và

hệ thống báo sự cố Mục đích là để đảm bảo an toàn cho thang máy và giúpngười kỹ sư bảo dưỡng thấy được thiết bị khống chế tự động đã bị hỏng, cầnđược kiểm tra trước khi thang được tiếp tục đưa vào hoạt động

Trong quá trình thang vận hành phải đảm bảo thang không được vượt quágiới hạn chuyển động trên và giới hạn chuyển động dưới Điều này có nghĩa làkhi thang đã lên tới tầng cao nhất thì mọi chuyển động đi lên là không cho phép,còn khi thang đã xuống dưới tầng 1 thì chỉ có thể chuyển động đi lên Để thựchiện điều này người ta lắp thêm các thiết bị khống chế dừng tự động ở đỉnh vàđáy thang Các thiết bị này sẽ dừng thang tự động và độc lập với các thiết bị vậnhành khác khi buồng thang đi lên tới đỉnh hoặc đáy

- Để dừng thang trong những trường hợp đặc biệt, người ta bố trí các nút ấnhãm khẩn cấp trong buồng thang

- Để dừng thang trong những trường hợp khẩn cấp và để buồng thang không

bị va đập mạnh người ta còn sử dụng các bộ đệm sử dụng lò xo hay dầu đặt ởđáy thang

- Việc đóng mở cửa thang hay cửa tầng chỉ được thực hiện tại tầng nơi buồngthang dừng và khi buồng thang đã dừng chính xác

- Khi có người trong Cabin và chuẩn bị đóng cửa Cabin tự động phải có tínhiệu báo sắp đóng cửa Cabin

1.2.2 Dừng chính xác buồng thang.

Buồng thang của thang máy cần phải dùng chính xác so với mặt bằng củatầng cần dừng sau khi đã ấn nút dừng Nếu buồng thang dừng không chính xác

sẽ gây ra các hiện tượng sau:

- Đối với thang máy chở khách, làm cho hành khách ra, vào khó khăn, tăngthời gian ra, vào của hành khách, dẫn đến giảm năng suất

- Đối với thang máy chở hàng, gây khó khăn cho việc bốc xếp và bốc dỡ

hàng Trong một số trường hợp có thể không thực hiện được việc xếp và bốc dỡ

hàng

Để khắc phục hậu quả đó, có thể ấn nhắp nút bấm để đạt đựơc độ chính xác

khi dừng, nhưng sẽ dẫn đến các vấn đề không mong muốn sau:

- Hỏng thiết bị điều khiển

- Gây tổn thất năng lượng

- Gây hỏng hóc các thiết bị cơ khí

- Tăng thời gian từ lúc hãm đến dừng

Để dừng chính xác buồng thang, cần tính đến một nửa hiệu số của hai quãng

đường trượt khi phanh buồng thang đầy tải và phanh buồng thang không tải theo

cùng một hướng di chuyển Các yếu tố ảnh hưởng đến dừng chính xác buồng

thang bao gồm: mômen cơ cấu phanh, mômen quán tính của buồng thang, tốc độ

khi bắt đầu hãm và một số yếu tố phụ khác

Quá trình hãm buồng thang xảy ra như sau: Khi buồng thang đi đến gần sàn

tầng, công tắc chuyển đổi tầng cấp lệnh cho hệ thống điều khiển động cơ để

dừng buồng thang Trong quãng thời gian t (thời gian tác động của thiết bị điều

khiển), buồng thang đi được quãng đường là:

S' =v0 t, [m] (2-1)

Trong đó: v0 - Tốc độ lúc bắt đầu hãm, [m/s]

Khi cơ cấu phanh tác động là quá trình hãm buồng thang Trong thời gian

này, buồng thang đi được một quãng đường S''

Dấu (+) hoặc dấu (-) trong biểu thức (2-2) phụ thuộc vào chiều tác dụng của

lực Fc: Khi buồng thang đi lên (+) và khi buồng thang đi xuống (-)

S'' cũng có thể viết dưới dạng sau:

0 - tốc độ quay của động cơ lúc bắt đầu phanh, [rad/s]

D - đường kính puli kéo cáp [m]

i - tỷ số truyền

Quãng đường buồng thang đi được từ khi công tắc chuyển đổi tầng cho lệnh

dừng đến khi buồng thang dừng tại sàn tầng là:





(2-4)

Công tắc chuyển đổi tầng đặt cách sàn tầng một khoảng cách nào đó làm sao

cho buồng thang nằm ở giữa hiệu hai quãng đường trượt khi phanh đầy tải và

không tải

Sai số lớn nhất (độ dừng không chính xác lớn nhất) là:

S S2  S1

2 (2-5)Trong đó: S1 - quãng đường trượt nhỏ nhất của buồng thang khi phanh

S2 - quãng đường trượt lớn nhất của buồng thang khi phanh xem hình 1-3

Bảng 2-1 đưa ra các tham số của các hệ truyền động với độ không chính xác

khi dừng s

Tốc độ Di chuyển [m/s]

Gia tốc [m/s 2 ]

Độ không chính xác khi dừng [mm]

Hệ máy phát - động cơ có khuyếch

Một trong những điều kiện cơ bản đối với hệ truyền động thang máy là phảiđảm bảo cho buồng thang chuyển động êm Việc buồng thang chuyền động êmhay không lại phụ thuộc vào gia tốc khi mở máy và hãm máy Các tham số chínhđặc trưng cho chế độ là việc của thang máy là: tốc độ di chuyển v [m/s], gia tốc a[m/s2] và độ giật [m/s3]

Tốc độ di chuyển của buồng thang quyết định năng suất của thang máy, điềunày có ý nghĩa rất quan trọng, nhất là đối với các nhà cao tầng

Đối với các nhà chọc trời, tối ưu nhất là dùng thang máy cao tốc (v =3,5m/s), giảm thời gian quá độ và tốc độ di chuyển trung bình của buồng thangđặt gần bằng tốc độ định mức Nhưng việc tăng tốc độ lại dẫn đến tăng giá thànhcủa thang máy Nếu tăng tốc độ của thang máy v = 0,75 m/s lên v = 3,5m/s, giáthành tăng lên 45 lần, bởi vậy tuỳ theo độ cao tầng của nhà mà chọn thang máy

có tốc độ phù hợp với tốc độ tối ưu

Tốc độ di chuyển trung bình của thang máy có thể tăng bằng cách giảm thờigian mở máy và hãm máy, có nghĩa là tăng gia tốc Nhưng khi gia tốc lớn sẽ gây

ra cảm giác khó chịu cho hành khách (như chóng mặt, sợ hãi, nghẹt thở v.v…).Bởi vậy gia tốc tối ưu là a < 2m/s2

Gia tốc tối ưu đảm bảo năng suất cao, không gây cảm giác khó chịu cho hànhkhách, được đưa ra trong bảng 2-2

khỏc, đú là độ giật (đạo hàm bậc nhất của gia tốc  da

dt hoặc đạo hàm bậc hai

của tốc độ d v

dt

2

2 ) Khi gia tốc a < 2m/s2 thỡ độ giật khụng quỏ 20m/s3

Biểu đồ làm việc tối ưu của thang mỏy tốc độ trung bỡnh và tốc độ cao biểudiễn trờn hỡnh 1-4

Biểu đồ này cú thể chia ra 5 giai đoạn theo tớnh chất thay đổi tốc độ củabuồng thang: mở mỏy, chế độ ổn định, hóm xuống tốc độ thấp, buồng thang đếntầng và hóm dừng

Biểu đồ tối ưu hỡnh 1-4 sẽ đạt được nếu dựng hệ truyền động một chiều Đ) Nếu dựng hệ chuyển động xoay chiều với động cơ khụng đồng bộ hai cấp tốc

(F-độ, biểu đồ chỉ đạt gần giống biểu đồ tối ưu

Đối với thang mỏy chạy chậm, biểu đồ chỉ cú 3 giai đoạn: Mở mỏy, chế độ

ổn định và hóm dừng

Hãm xuống tốc độ thấp

dừng

Đến tầng Mở

S,v, a, 

Hỡnh 1- 4: Cỏc đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của quóng đường S, tốc

độ v, gia tốc a và độ dật  theo thời gian

1.3 KẾT CẤU CHUNG CỦA THANG MÁY.

1.3.1 Giếng Thang.

Kết cấu, sơ đồ bố trớ thiết bị của thang mỏy giới thiệu trờn hỡnh 1-5

cơ có nắp hộp giảm tốc 5 với tỷ số truyền i = 18  120.

Cabin 1 được treo lên puli quấn cáp bằng kim loại 8 (thường dùng 1 đến 4sợi cáp) Buồng thang luôn được giữ theo phương thẳng đứng nhờ có ray dẫnhướng 3 và những con trượt dẫn hướng 2 (con trượt là loại puli trượt có bọc cao

su bên ngoài) Đối trọng di chuyển dọc theo chiều cao của thành giếng theo cácthanh dẫn hướng 6

1.3.2 Cabin.

Là một phần tử chấp hành quan trọng nhất trong thang máy, nó sẽ là nơichứa hàng, chở người đến các tầng, do đó phải đảm bảo các yêu cầu đề ra vềkích thước, hình dáng, thẩm mỹ và các tiện nghi trong đó

Hoạt động của ca bin là chuyển động tịnh tiến lên xuống dựa trên đườngtrượt, là hệ thống hai thanh dẫn hướng nằm trong một mặt phẳng để đảm bảochuyển động êm nhẹ, chính xác không dung dật trong cabin trong quá trình làmviệc Để đảm bảo cho cabin hoạt động đều cả trong quá trình lên xuống, có tảihay không có tải người ta sử dụng một đối tượng có chuyển động tịnh tiến trênhai thanh khác đồng phẳng giống như cabin nhưng chuyển động ngược chiều vớicabin do cáp được mắc qua puli kéo

Do trọng lượng của cabin và trọng lượng của đối trọng đã được tính toán tỷ

lệ và kỹ lưỡng cho nên mặc dù chỉ vắt qua puli kéo cũng không xảy ra hiệntượng trượt trên puli cabin, hộp giảm tốc đối trọng tạo nên một hệ phối hợpchuyển động nhịp nhàng do phần khác điều chỉnh đó là động cơ

1.3.3 Các thiết bị khác.

1.3.3.1 Động cơ.

Là khâu dẫn động hộp giảm tốc theo một vận tốc quy định làm quay puli kéocabin lên xuống Động cơ sử dụng trong thang máy là động cơ 3 pha roto dâyquấn hoặc rôto lồng sóc, vì chế độ làm việc của thang máy là ngắn hạn lặp lạicộng với yêu cầu sử dụng tốc độ, mô men động cơ theo một dải nào đó cho đảmbảo yêu cầu về kinh tế và cảm giác của người đi thang máy Động cơ là mộtphần tử quan trọng được điều chỉnh phù hợp với yêu cầu nhờ một hệ thống điện

tử ở bộ sử lý trung tâm

1.3.3.2 Động cơ cửa.

Là động cơ một chiều hay xoay chiều tạo ra mô men mở cửa cho cabin kếthợp với mở cửa tầng Khi cabin dừng đúng tầng, rơ le thời gian sẽ đóng mạchđiều khiển động cơ mở cửa tầng hoạt động theo một quy luật nhất định sẽ đảmbảo quá trình đóng mở êm nhẹ không có va đập Nếu không may một vật gì đó

1.3.3.4 Các thiết bị phụ khác.

Các thiết bị phụ khác: như quạt gió, chuông điện thoại liên lạc, các chỉ số báochuyển động… được lắp trong cabin để tạo ra cho khách hàng cảm giác an toàn

dễ chịu khi đi thang máy

Trong thang máy chở người, tời dẫn động thường được đặt trên cao và dùngPuly ma sát để dẫn động trong cabin 3 và đối trọng 4 Đối với thang máy cóchiều cao nâng lớn trọng lượng cáp nâng tương đối lớn nên trong sơ đồ độngngười ta treo thêm các cáp hoặc xích cân bằng phía dưới cabin hoặc đối trọng(cáp 5) Puly ma sát 1 có các loại rãnh cáp tròn có xẻ dưới và rãnh hình thang,mỗi sợi cáp riêng biệt vắt qua một rãnh cáp, mỗi rãnh cáp thường từ 3 đến 5rãnh

Đối trọng là bộ phận cân bằng, đối với thang máy có chiều cao không lớnngười ta thường chọn đối trọng sao cho trọng lượng của nó cân bằng với trọnglượng ca bin và một phần tử tải trọng nâng bỏ qua trọng lượng của cáp nâng, cápđiện và không dùng cáp và xích cân bằng, việc chọn các thông số cơ bản của hệthống cân bằng thì có thể tiến hành tính lực cân bằng lớn nhất và chọn cáp tínhcông suất động cơ và khả năng kéo của puly ma sát

1.4 CÁC HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THANG MÁY.

1.4.1 Các yêu cầu đối với hệ truyền động điện Thang Máy

Khi thiết kế trang bị điện - điện tử cho thang máy, việc lựa chọn một hệtruyền động, loại động cơ phải dựa trên các yêu cầu sau:

Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động máy phát động cơ (F-Đ)



T

N T

N

BTF

BTF CK

§ I­

F

R­ f

E f

1.4.3 Hệ thống bộ biến đổi tĩnh – động cơ một chiều (BBĐ- Đ).

Sơ đồ nguyên lý hệ thống bộ biến đổi tĩnh - động cơ một chiều

Hệ thống BBĐ - ĐCMC là hệ thống sử dụng bộ biến đổi tĩnh biến đổi dòngxoay chiều có tần số công nghiệp thành dòng điện một chiều cung cấp cho động

cơ Đ Ưu điểm của hệ thống là làm việc êm, tin cậy, tuổi thọ cao, chất lượng dảiđiều chỉnh tốc độ có thể đáp ứng được với yêu cầu của các thang máy cao tốc.Tuy nhiên hệ thống vẫn còn tồn tại một số nhược điểm như: động cơ một chiều

là thiết bị cần phải được bảo dưỡng thường xuyên nên có thể làm gián đoạn quátrình phục vụ của thang máy; BBĐ sử dụng thyristor có khả năng chịu quá tảikém, mạch điều khiển thyristor rất phức tạp đòi hỏi phải có công nhân lành nghềkhi cần sửa chữa, bảo dưỡng v.vv

1.4.4 Hệ thống biến tần – động cơ không đồng bộ.

Hình 1-6: Sơ đồ nguyên lý hệ bộ biến tần - động cơ không đồng bộ

Các hệ thống sử dụng biến tần cho chất lượng khá tốt Tuy nhiên việc sửdụng cũng rất khó khăn do luật điều kiển phức tạp, sử dụng nhiều thiết bị điện

tử, việc vận hành, sửa chữa yêu cầu cao

1.4.5 Hệ thống dùng động cơ không đồng bộ nhiều cấp tốc độ.

Hệ truyền động điện xoay chiều dùng động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc

và rôto dây quấn được dùng khá phổ biến trong trang bị điện - điện tử thang máy

và máy nâng Hệ truyền động động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc thường dùngcho thang máy chở hàng tốc độ chậm Hệ truyền động động cơ không đồng bộrôto dây quấn thường dùng cho các máy nâng có trọng tải lớn (công suất động cơtruyền động có thể tới 200KW) nhằm hạn chế dòng khởi động để không làm ảnhhưởng đến nguồn điện cung cấp

Trong các thang máy tốc độ thấp và chất lượng truyền động có yêu cầukhông cao lắm, người ta thường sử dụng các hệ truyền động trong đó phần dẫnđộng là động cơ không đồng bộ - rôto lồng sóc nhiều cấp tốc độ

Hệ truyền động này có ưu điểm là đơn giản dẫn đến giá thành hạ, dễ dàngtrong vận hành và sửa chữa Tuy nhiên, nó lại không thể đáp ứng được về mặtchất lượng đối với các thang máy có yêu cầu cao vế tốc độ, gia tốc và độ giật

Kết luận:

Dựa vào yêu cầu công nghệ đặt ra và căn cứ vào số tầng phục vụ, mà chọn hệthống truyền động tối ưu sao cho thoả mãn một cách hài hoà nhất giữa chỉ tiêukinh tế và kỹ thuật Đối với các nhà cao 10 tầng thường chọn hệ thống truyềnđộng điện sử dụng biến tần - động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc, hệ thốngnày đang được ứng dụng rất nhiều trong thực tế và có sự ưu việt hơn các hệthống khác như: có độ chính xác cao, linh hoạt trong lắp đặt và sửa chữa, đồngthời tiết kiệm điện năng Việc thay đổi tốc độ thực chất là thay đổi tần số củanguồn cấp cho động cơ, nhờ bộ biến tần Sao cho đạt được tỉ lệ: Vmin / Vmax =1/4

Để đảm bảo thang máy có tốc độ hợp lý thì giữa động cơ kéo và puly có thêmhộp giảm tốc

Với yêu cầu công nghệ này thì ta có các thông số sau:

- Vận tốc di chuyển ổn định của buồng thang:  = 1m/s;

- Gia tốc cực đại: a= 1,5 m/s2;

- Độ không chính xác khi dừng: l = 20  25 mm

Để đảm bảo dừng chính xác thì trước khi buồng thang đi tới sàn tầng cầndừng, động cơ chính phải chuyển về tốc độ thấp và khi buồng thang đến ngangsàn tầng thì động cơ chính được cắt ra khỏi lưới và thực hiện hãm động năng,đồng thời phanh tác động

1.4.6 Tính chọn công suất động cơ truyền động Thang Máy.

1.4.6.1 Các thông số của thang máy.

Tuỳ thuộc vào tính chất, chức năng của thang may, có thể phân thành cácnhóm sau:

*.Thang máy chở hàng kèm theo hành lý hoặc chuyên chở các vật gia dụngtrong các nhà cao tầng , công sở , siêu thị và trong các trường học

*.Thang máy dùng trong bệnh viện, dùng chuyên chở bệnh nhân trên băng ca

có nhân viên y tế đi kèm

+ Trọng tải của thang máy được thiết kế theo các trị số định mức sau:

- Thang máy chở khách: 350; 500; 1000kg

- Thang máy dùng trong các bệnh viện: 500kg

+ Tốc độ của thang máy tuỳ thuộc vào vị trí và mục đích sử dụng được thiết

kế trong khoảng v = (0.1=>5) m/s

Trị số tốc độ di chuyển của buồng thang phụ thuộc vào từng nhóm, đượcthiết kế theo các trị số định mức sau:

- Thang máy chở khách: 0,5 ; 0,75 ; 1,0 ; 1,5 ; 2,5 ; 3,5 và 5 m/s

- Thang máy dùng trong các bệnh viện: 0,5m/s

Thang máy tuỳ thuộc vào tốc độ di chuyển của buồng thang được phân ra cácloại sau:

1.4.6.2 Tính công suất động cơ.

a Tính công suất động cơ khi tải thay đổi.

+ Để tính chọn được công suất động cơ truyền được thang máy cần có cácđiều kiện và tham số sau:

- Sơ đồ động học của thang máy

- Tốc độ và gia tốc lớn nhất cho phép

- Trọng tải

- Trọng lượng buồng thang

Công suất tĩnh của động cơ khi nâng tải không dùng đối trọng được tính theocông thức sau:



3

10 ).

G - Khối lượng hàng, [kg]

v - Tốc độ nâng, [m/s]

g - Gia tốc trọng trường, [m/s2]

 - Hiệu suất của cơ cấu nâng (0,50,8)

Khi có đối trọng công suất tĩnh của động cơ lúc nâng tải được tính theo biểuthức sau:

ch 

Trong đó:

Pcn - Công suất tĩnh của động cơ khi nâng có dùng đối trọng

PCh - Công suất tĩnh của động cơ khi hạ có dùng đối trọng

Gdt - Khối luợng của đối trọng, [kG]

k - Hệ số tính đến lực ma sát giữa ngàm dẫn hướng và thanh ray dẫn hướng, lựccản của không khí trong giếng thang với thang máy có tốc độ cao, lực vòng tĩnhtrên Puli ma sát do sự chênh lệch lực căng của hai nhánh cáp

Đối với thang máy trở hàng, khi nâng thường là đầy tải và khi hạ thường là

không tải, nên chọn a = 0,5.

Dựa trên hai biểu thức (2) và (3) có thể xây dựng được biểu đồ phụ tải vàchọn sơ bộ công suất của động cơ theo sổ tay tra cứu

mm (mở bằng tay)

Buồng thang có cửa rộng dưới

800 mm (mở tự động)

Buồng thang có cửa rộng dưới 1000

mm (mở tự động)

Thông số tương đối để tính toán các thời gian trên được đưa ra trong bảngsau: Thời gian ra / vào buồng thang được tính gần đúng 1s/1người Số lần dừng(được tính theo sác xuất) của buồng thang có thể tra theo đường cong sau:

e=21 Ng­ êi e=16 Ng­ êi e=13 Ng­ êi e=10

Ng­ êi e=5

Ng­ êi

md

mt

Trong đó: m d - Số lần dừng; m t - Số tầng; E - Số người trong buồng thang

b Tính công suất động cơ khi tải trong đồng đều (gần như không đổi).

* Tính lực kéo đặt lên puli cáp kéo buồng thang ở tầng dưới cùng và các lầndừng tiếp theo:

F = (G + Gbt – KL G1 - Gđ t).g, [N]

Trong đó: KL - Số lần dừng của buồng thang

G1 = G/mđ - Thay đổi (giảm) khối lượng tải sau mỗi lần dừng

Trong đó: R - Bán kính của puli, [m]

I - Tỷ số truyền của cơ cấu

 - Hiệu suất của cơ cấu

* Tính tổng thời gian hành trình nâng và hạ của buồng thang:

Tổng thời gian này bao gồm: thời gian buồng thang di chuyển với tốc độ ổnđịnh, thời gian mở máy, hãm máy và tổng thời gian còn lại (thời gian đóng mởcửa buồng thang, thời gian ra vào buồng thang của hành khách)

* Dựa trên kết quả của các bước tính toán trên, tính mômen đẳng trị và tínhchọn công suất động cơ

* Xây dựng biểu đồ phụ tải chính xác của động cơ truyền động có tính đếncác quá trình quá độ và tiến hành kiểm nghiệm công suất động cơ đã chọn theođiều kiện phát nóng, quá tải

Dựa vào yêu cầu của đề tài ta chọn các thông số để tính toán như sau:

+ Khối lượng buồng thang: Gbt=400kg

+ Khối lương hàng: G=600kg (tương đương với 10 người trong thang)

+ Tốc độ nâng: v=1m/s

+ Hiệu xuất của cơ cấu nâng:

+ Hệ số tính đến ma sát giữa thanh dẫn hướng và đối trọng: k=1,15

+ Hệ số cân bằng:  =0.5

7.7 Điều chỉnh M~n 2

380500(V)  10% 50 (Hz)

1.5 CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY.

- Để đảm bảo thang máy vận hành an toàn và đạt những chỉ tiêu công nghệđưa ra đảm bảo tin cậy, từ trước tới nay trong các hệ thống điều khiển thang máyngười ta dùng các hệ như sau:

1.5.1 Hệ thống sử dụng Thang Máy, sử dụng các phần tử có tiếp điểm.

- Xét sơ đồ điều khiển thang máy 10 tầng Đây là hệ thống điều khiển thangmáy sử dụng cho các thang máy tốc độ trung bình trở lên Hệ truyền động dùngcho thang máy này là hệ truyền động xoay chiều với động cơ 2 cấp tốc độ Hệnày đảm bảo dừng chính xác thực hiện bằng cách chuyển tốc độ động cơ xuốngthấp trước khi buồng thang xuống đến sàn tầng

- Hệ này thường dùng cho các thang máy chở khách trong các nhà cao tầngtốc độ di chuyển buồng thang 1m/s

1.5.1.1 Các loại cảm biến có tiếp điểm và nhược điểm của chúng.

Trong thang máy tốc độ trung bình và thấp, người ta thường sử dụng cáccông tắc hành trình Đây là một thiết bị cơ - điện có tay gạt với 3 tiếp điểm,

tương ứng với 3 trạng thái đầu ra Công tắc hành trình có ưu điểm là các trạngthái đầu ra rất rõ ràng Tuy nhiên nhược điểm lớn nhất của nó là tuổi thọ giảmkhi hoạt động ở tốc độ cao và gây tiếng ồn lớn

Do những nhược điểm trên nên trong thang máy tốc độ cao người ta không

sử dụng công tắc hành trình mà thay vào đó là các loại cảm biến không tiếp điểmđược trình bày trong phần dưới đây

1.5.1.2 Hệ thống tự động khống chế thang máy tốc độ trung bình sử dụng các phần tử cơ khí, phần tử điều khiển có tiếp điểm.

Hệ truyền động điện dùng cho thang máy có tốc độ chậm và trung bìnhthường là hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ Hệ này thườngdùng cho các thang máy trở khách trong các nhà cao tầng (5  10 tầng) với tốc

độ di chuyển buồng thang dưới 1m/s

M1 M2

KN KH

LPH6

KB KA

15V

Hình 2-2: Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động thang máy

Trong đó: 1 C1  C10 là các công tắc cửa của các tầng

2 Ck là công tắc cửa Cabin

3 DB và DK là các công tắc dự phòng trong Cabin

4 DP1 và DP2 là các công tắc dự phòng thang trôi được đặt trong hố thang

5 D1  D10 là các công tắc điểm cuối của các tầng

11 T1  T10 là các tiếp điểm thường kín của các rơle chuyển tầng.

12 CTK là công tắc đèn trong Cabin

13 RN và RH là cuộn dây của các rơle nâng và rơle hạ

14 KN và KH là cuộn dây của công tắc tơ nâng và công tắc tơ hạ

Hệ thống được cấp nguồn qua aptomát AP Các cuộn dây Stato của động cơđược nối vào nguồn cung cấp nhờ các tiếp điểm của các công tắc tơ nâng KLhoặc công tắc tơ hạ KX

Nguồn cung cấp cho mạch điều khiển được lấy từ một pha qua biến áp cách

ly và chỉnh lưu để được điện áp một chiều +15V Khi AP đóng, nếu cả 3 pha đều

có điện áp thì các cuộn dây của các công tắc tơ KA và KB có điện, các tiếp điểmthường mở của nó đóng lại và cấp nguồn cho biến áp BA Khi đó mới có điện ápmột chiều đưa đến toàn bộ mạch điều khiển

Các cửa tầng được trang bị các công tắc liên động C1  C10 và công tắc cửaCabin Ck

R1 R2 R2 R3 R3 R4 R5 R6 R7 R8

R9 R10

RCT9

RCT10 KH

KN

RN

RCT9

RCT2 RCT2 RCT2 RCT2 RCT2 RCT2 RCT2

A 0

-220V

RT

1 C10 C9 C8 C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1

CK

DB DK DP2 DP1 D10

CTT D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 CTT

RCT1 RCT2 RCT3 RCT4 RCT5 RCT6 RCT7 RCT8 RCT9 RCT10

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10

NK1 N1 NK2 N2 NK3 N3 NK4 N4 NK5 N5 NK6 N6 NK7 N7 NK8 N8 NK9 N9 NK10

RN RH

LBN6 LBH6 TDT10

TDT9 TDT8 TDT7 TDT6 TDT5 TDT4 TDT3 TDT2 TDT1

L10 L9 L8 L7 L6 L5 L4 L3 L2 L1

2

Hình 2-3: Hệ thống tự động điều khiển thang máy 10 tầng dùng rơle công tác tơ

Khi buồng thang đang ở tầng 1 Khi đó, công tắc điểm cuối D1 và công tắc

từ CTT đóng, rơle chuyển tầng RCT1 có điện làm cho tiếp điểm thường kínRCT1 mở ra Điều này đảm bảo rằng: nếu cố tình ấn các công tắc gọi thang N1hoặc công tắc gọi tầng 1 NK1 thì công tắc tơ hạ KH và rơle hạ RH đều khôngđược cấp điện và sẽ không có một thao tác nào được thực hiện

Tương tự, khi buồng thang đang ở tầng 5 thì D5 và CTT đóng, RCT5 cóđiện, tiếp điểm thường kín RCT5 mở ra làm mất tác dụng của các nút ấn gọithang N5 và gọi tầng 5 NK5

Giả sử buồng thang đang ở tầng 2, D2 đóng, RCT2 có điện Các tiếp điểmthường kín của nó mở ra làm cho các cuộn dây của công tắc tơ KN, KH và rơle

RN, RH đều hở mạch

Xét nguyên lý làm việc của sơ đồ khi cần lên tầng 4:

Hành khách đi vào buồng thang, đóng cửa tầng và cửa Cabin và ấn nút gọitầng NK4, rơle tầng R4 có điện, các tiếp điểm thường mở của nó đóng lại Cáccuộn dây của công tắc tơ nâng KN và rơle nâng RN được cấp điện qua KH,RCT5, RCT4 và R4 Các tiếp điểm thường mở của chúng đóng lại, động cơđược cấp điện và thang chuyển động đi lên Khi nhả NK4 thì các cuộn dây nàyvẫn được duy trì nguồn cung cấp nhờ các tiếp điểm RN và R4 vẫn đóng

Khi buồng thang đến gần ngang sàn tầng 4, công tắc điểm cuối D4 đóng lại,cuộn dây RCT4 có điện, tiếp điểm thường kín RCT4 mở ra làm cho các cuộndây KN và RN mất điện, động cơ chính và động cơ phanh mất điện Cơ cấu hãmđiện từ sẽ tác động làm dừng buồng thang

Để đảm bảo dừng động cơ một cách chắc chắn, khi mà vì một lý do nào đó

mà tiếp điểm thường kín RCT4 không mở ra, người ta bố trí các tiếp điểmthường kín T1T10 nối tiếp với các rơle chuyển tầng R1  R10 Lúc này, (dorơle chuyển tầng RCT4 có điện) T4 mở ra, làm cho R4 mất điện, các tiếp điểmR4 mở ra, sẽ làm hở mạch cuộn KN và RN

Trong sơ đồ có 5 đèn báo tầng L1  L10 và đèn báo thang máy đang chuyểnđộng lên LBN6, xuống LBH6 lắp ở trên mỗi cửa tầng và trong Cabin LK là đènchiếu sáng Cabin

Hệ thống truyền động thang máy với các tiếp điểm cơ khí tuy đơn giảnnhưng có các nhược điểm sau:

1 Độ tin cậy thấp

2 Có tiếng ồn do các tiếp điểm cơ khí gây ra

3 Tác động chậm, độ chính xác thấp nên không được sử dụng

1.5.2 Hệ truyền động khống chế Thang Máy dùng các phần tử logic

Hệ thống khống chế bằng các phần tử này một cách tương đối có thể phânthành ba dạng chủ yếu sau:

•Hệ thống khống chế tự động sử dụng các phần tử phi tiếp điểm dùng cáclinh kiện điện tử cơ bản kết hợp điều khiển bộ biến đổi

•Hệ thống khống chế tự động sử dụng các phần tử phi tiếp điểm dùng cácphần tử logic

•Hệ thống khống chế tự động sử dụng các phần tử logic khả trình

Trong khuôn khổ của bản đồ án này em chỉ phân tích hai dạng sau cùng

1.5.2.1 Hệ thống điều khiển sử dụng thiết bị điều khiển logic khả trình.

Nhìn một cách tổng thể thì một hệ thống điều khiển (Control System) là mộttập hợp các linh kiện và thiết bị điện tử được lắp đặt để đảm bảo sự làm việc ổnđịnh, chính xác và trơn tru của một quá trình hoặc một hoạt động sản xuất nào

đó Nó được phân ra thành rất nhiều loại với nhiều mức độ khác nhau, từ các nhàmáy sản xuất năng lượng lớn đến các máy móc sử dụng công nghệ bán dẫn Do

sự phát triển như vũ bão của công nghệ, các hoạt động điều khiển phức tạp đượcthực hiện bởi các hệ thống điều khiển tự động chất lượng cao, có thể là thiết bịđiều khiển khả trình (Programable Logic Controller - PLC) hoặc có thể là mộtmáy tính chủ v.v Bên cạnh khả năng giao tiếp với các thiết bị thu nhận tín hiệu(tủ điều khiển, các động cơ, các sensor, các công tắc, các cuộn dây rơle v.v ), hệ

thống điều khiển hiện đại còn có thể nối thành mạng để điều khiển các quá trình

có mức độ phức tạp cao cũng như các quá trình có liên hệ mật thiết với nhau

1.5.2.2 Các ưu điểm của hệ thống điều khiển sử dụng thiết bị điều khiển logic khả trình.

Từ việc phân tích trên các ưu điểm của hệ thống khống chế tự động sử dụngcác thiết bị logic khả trình PLC:

1 Việc đấu dây có thể giảm được 80% so với hệ thống điều khiển sử dụngrơle thông thường

2 Lượng năng lượng tiêu thụ được giảm đáng kể do PLC tiêu thụ công suấtkhông đáng kể

3 Các chức năng tự phân tích chương trình điều khiển hệ thống giúp choviệc kiểm soát hệ thống một cách dễ dàng

4 Việc thay đổi trình tự thực hiện chương trình hoặc thay đổi cả chươngtrình ứng dụng rất dễ dàng bằng cách lập trình thông qua thiết bị lập trình bằngtay hoặc phần mềm chạy trên máy vi tính mà không phải thay đổi cách đấu dây,không cần thêm bớt các thiết bị vào/ra (I/O)

5 Các bộ định thời gian thực được tích hợp bên trong PLC làm giảm phầnlớn các rơle và mạch cứng định thời gian so với hệ thống điều khiển sử dụngrơle thông thường

6 Thời gian thực hiện chu kỳ máy được cải thiện một cách đáng kể do tốc độhoạt động của PLC chỉ cỡ mili giây (ms) Do đó năng suất lao động tăng lên mộtcách đáng kể

7 Giá thành hệ thống hạ hơn một cách đáng kể so với hệ thống điều khiển sửdụng rơle thông thường trong trường hợp các đầu vào/ra là rất lớn và hoạt độngđiều khiển rất phức tạp

8 Tính tin cậy của PLC cao hơn so với các rơle và các bộ định thời cơ khímặc dầu kích thước ngày càng nhỏ gọn và độ rộng xử lý tích hợp ngày lớn.Hình vẽ sau đây đưa ra một sự so sánh về giá cả cũng như về giá trị kinh tếkhi sử dụng PLC so với hệ Rơle thông thường:

Gi¸

tiÒn Tæng gi¸ hÖ R¬le

Logic m¹ch cøng hÖ R¬le PhÇn cøng hÖ PLC PhÇn cøng hÖ R¬le-cuén tõ LËp tr×nh PLC

Sè l îng ®Çu vµo/ra 0

Tæng gi¸ PLC

Từ các tính năng của hệ PLC đã nêu trên, căn cứ vào yêu cầu công nghệ củathang máy 10 tầng Ta quyết định chọn hệ không chế tự động dùng PLC là tối ưunhất