Đồ án thiết kế THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG THANG MÁY NHÀ 5 TẦNG

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG THANG MÁY NHÀ 5 TẦNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG THANG MÁY NHÀ 5 TẦNG Công nghệ ki thuật điều khiển và tự động hóa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH KHOA ĐIỆN  ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG THANG MÁY NHÀ TẦNG Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Thị Ngọc Xuân Sinh viên thực : Lê Anh Tuấn Lớp : ĐH TĐHCK10Z Vinh, năm 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT VINH KHOA ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH Họ tên: Lê Anh Tuấn Lớp : DHTDHCK10Z Khoa : Điện Hệ đào tạo: Đại học Ngành: ĐK & TĐH Tên đề tài: "Thiết kế hệ thống tự động hóa q trình cho hệ truyền động thang máy nhà tầng” Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Chương 1: Khái quát chung thang máy Chương 2: Truyền động điện cho thang máy Chương 3: Tính tốn mơ hình thang máy phương án điều khiển Chương 4: Kết luận kiến nghị Thời gian thực hiện: - Ngày nhận đề tài: - Ngày nộp đồ án: Trưởng Bộ môn (Ký ghi rõ họ tên) Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Thị Ngọc Xuân NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Vinh, ngày tháng năm 2018 Giáo viên hướng dẫn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Chương I GIỚI THIỆU CHUNG THANG MÁY 1.1 Vai trò thang máy 1.2 Phân loại thang máy 1.3 Kết cấu thang máy 1.4 Yêu cầu an toàn điều khiển thang máy 1.5 Ảnh hưởng tốc độ, gia tốc độ giật hệ truyền động thang máy 13 Chương TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHO THANG MÁY 15 2.1 Trang bị truyền động 15 2.2 Tính chọn cơng suất động truyền động thang máy: .15 2.3 Chọn phanh hãm điện từ .17 2.4 Chọn chỉnh lưu cầu 18 2.5 Chọn cảm biến 18 2.6 Tính chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ mạch điện 19 2.7 Tổng quan điều khiển lập trình PLC .20 Chương TÍNH TỐN MƠ HÌNH CHO THANG MÁY VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN .24 3.1 Mơ hình thang máy .24 3.2 Tính chọn 25 3.3 Xây dựng chương trình điều khiển thang máy tầng với step7 30 Chương KẾT LUẬN 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện LỜI MỞ ĐẦU Trong xu phát triển mạnh mẽ kinh tế thị trường tăng trưởng kinh tế, ổn định trị xã hội gắn liền với phát triển chung cư ,siêu thị, nhà cao tầng, cơng trình xây dựng phục vụ nhu cầu đời sống xã hội, phát triển kinh tế xuất phát từ thực tế nhu cầu người với phát triển khoa học kỹ thuật, hệ thống băng tải cầu thang máy sử dụng rộng rãi để phục vụ nhu cầu hàng hoá truyền tải thiết bị nhu cầu lại người Để đáp ứng điều kiện em nghiên cứu xây dựng mơ hình cầu thang máy với đề tài “Thiết kế hệ thống tự động hóa q trình cho hệ truyền động thang máy nhà tầng” Thực đồ án môn học giúp cho nhìn tổng thể kiến thức chuyên ngành đào tạo rút kiến thức kinh nghiệm tác phong cơng nghiệp.Trong q trình thực đề tài giúp trao đổi kiến thức với bạn bè,giáo viên mơn từ mà ta vận dụng kiến thức lý thuyết thực tế có khả tiếp cận thị trường tốt Trong trình thực thiết kế đồ án môn học em vận dụng kiến thức chuyên ngành đào tạo, qua khảo sát thực tế thu nhập số liệu phục vụ cho việc thiết kế tham khảo số tài liệu chuyên ngành Đề tài em tiến hành theo bước sau: Chương 1: Khái quát chung thang máy Chương 2: Truyền động điện cho thang máy Chương 3: Tính tốn mơ hình thang máy phương án điều khiển Chương 4: Kết luận kiến nghị Trong q trình hồn thành đồ án, em xin cảm ơn giáo Nguyễn Thị Ngọc Xn tận tình bảo hướng dẫn hoàn thành đồ án Với đồ án em nên không tránh khỏi sai sót Kính mong q thầy góp ý để em hồn thiện kiến thức Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Lê Anh Tuấn GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện Chương I GIỚI THIỆU CHUNG THANG MÁY 1.1 Vai trò thang máy Thang máy thiết bị vận tải dùng để chở hàng chở người theo phương thẳng đứng Nó loại hình máy nâng chuyển sử dụng ngành sản xuất kinh tế quốc dân ngành khai thác hầm mỏ, ngành xây dựng, luyện kim, công nghiệp nhẹ Nó thay cho sức lực người đem lại suất lao động cao Trong sinh hoạt dân dụng, thang máy sử dụng rộng rãi nhà làm việc cao tầng, quan, khách sạn Thang máy trở thành vấn đề quan trọng cạnh tranh xây dựng chiếm chi phí tương đối lớn Trong hệ thống dịch vụ, bán hàng việc có thang máy tốt, đẹp, tiện lợi để phục vụ yếu tố thu hút khách hàng 1.2 Phân loại thang máy Tuỳ thuộc vào chức năng, thang máy phân loại theo nhóm sau: 1.2.1 Phân loại theo chức năng: a Thang máy chở người : - Thang máy chở người nhà cao tầng : Có tốc độ chậm trung bình, địi hỏi vận hành êm, u cầu an tồn cao có tính mỹ thuật - Thang máy dùng bệnh viện: Đảm bảo tuyệt đối an toàn, tối ưu tốc độ di chuyển có tính ưu tiên đáp ứng yêu cầu bệnh viện - Thang máy dùng hầm mỏ, xí nghiệp: Đáp ứng điều kiện làm việc nặng nề công nghiệp tác động môi trường độ ẩm, nhiệt độ, thời gian làm việc, ăn mòn b Thang máy chở hàng : Được sử dụng rộng rãi công nghiệp, ngồi cịn dùng nhà ăn, thư viện Loại có địi hỏi cao việc dừng xác buồng thang để đảm bảo hàng hoá lên xuống dễ dàng, tăng suất lao động 1.2.2 Phân loại theo tốc độ di chuyển: - Thang máy tốc độ chậm v = 0,5 m/s : Hệ truyền động buồng thang thường sử dụng động không đồng rơto lồng sóc dây quấn, u cầu dừng xác khơng cao - Thang máy tốc độ trung bình v = (0,75  1,5) m/s : Thường sử dụng nhà cao tầng, hệ truyền động buồng thang truyền động chiều GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện - Thang máy cao tốc v = (2,5 5) m/s : Sử dụng hệ truyền động chiều truyền động biến tần - động xoay chiều ba pha, hệ thống điều khiển sử dụng phần tử cảm biến phi tiếp điểm, phần tử điều khiển lôgic, vi mạch cỡ lớn lập trình vi xử lý 1.2.3 Phân loại theo trọng tải: - Thang máy loại nhỏ Q < 160kG - Thang máy trung bình Q = 500  200kG - Thang máy loại lớn Q > 2000 kG 1.3 Kết cấu thang máy Kết cấu , sơ đồ bố trí thiết bị thang máy giới thiệu hình 1-1 Hố giếng thang máy 11 khoảng không gian từ mặt sàn tầng đáy giếng Nếu hố giếng có độ sâu mét phải làm thêm cửa vào Để nâng- hạ buồng thang, người ta dùng động Động nối trực tiếp với cấu nâng qua hộp giảm tốc Nếu nối trực tiếp, buồng thang máy nâng qua puli quấn cáp Nếu nối gián tiếp puli cáp động có nắp hộp giảm tốc với tỷ số truyền i = 18  120 Cabin treo lên puli quấn cáp kim loại (thường dùng đến sợi cáp) Buồng thang giữ theo phương thẳng đứng nhờ có ray dẫn hướng trượt dẫn hướng (con trượt loại puli trượt có bọc cao su bên ngoài) Đối trọng di chuyển dọc theo chiều cao thành giếng theo dẫn hướng GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện Hình 1-1: Kết cấu khí thang máy Cabin Cụm máy Con trượt hướng dẫn ca bin 10 Cửa xếp ca bin Ray hướng dẫn ca bin 11 Chêm chống rơi Thanh kẹp tăng cáp 12 Cơ cấu chống rơi Cụm đối trọng 13 Giảm chấn Ray dẫn hướng đối trọng 14 Thanh đỡ 7.Trụ hướng dẫn đối trọng 15 Kẹp ray ca bin Cáp tải 16 Giá ray ca bin 17 Bu lông bắt giá ray 18 Giá ray đối trọng 19 Kẹp rai đối trọng GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện Chức số phận thang máy: Cabin: phần tử chấp hành quan trọng thang máy , nơi chứa hàng , chở người đến tầng , phải đảm bảo u cầu đề kích thước, hình dáng , thẩm mỹ tiện nghi Hoạt động cabin chuyển động tịnh tiến lên xuống dựa đường trượt , hệ thống hai dây dẫn hướng nằm phẳng để đảm bảo chuyển động êm nhẹ , xác khơng dung dật cabin trình làm việc Để đảm bảo cho cabin hoạt động trình lên xuống , có tải hay khơng có tải người ta sử dụng đối trọng có chuyển động tịnh tiến hai khác đồng phẳng giống cabin chuyển động ngược chiều với cabin cáp vắt qua puli kéo Do trọng lượng cabin trọng lượng đối trọng tính tốn tỷ lệ kỹ lưỡng vắt qua puli kéo không xảy tượng trượt puli cabin , hộp giảm tốc đối trọng tạo nên hệ phối hợp chuyển động nhịp nhàng phần khác điều chỉnh động Động cơ: khâu dẫn động hộp giảm tốc theo vận tốc quy định làm quay puli kéo cabin lên xuống Động sử dụng thang máy động pha rơto dây quấn rơto lồng sóc , chế độ làm việc thang máy ngắn hạn lặp lại cộng với yêu cầu sử dụng tốc độ, momen động theo dải cho đảm bảo yêu cầu kinh tế cảm giác người thang máy Động phần tử quan trọng điều chỉnh phù hợp với yêu cầu nhờ hệ thống điện tử xử lý trung tâm Phanh: khâu an toàn , thực nhiệm vụ giữ cho cabin đứng im vị trí dừng tầng, khối tác động hai má phanh kẹp lấy tang phanh, tang phanh gắn gắn đồng trục với trục động Hoạt động đóng mở phanh phối hợp nhịp nhàng với q trình làm việc đơng Động cửa: Là động chiều hay xoay chiều tạo momen mở cửa cabin kết hợp với mở cửa tầng Khi cabin dừng tầng , rơle thời gian đóng mạch điều khiển động mở cửa tầng hoạt động theo quy luật định đảm bảo q trình đóng mở êm nhẹ khơng có va đập Nếu khơng may vật hay người kẹp cửa tầng địng cửa mở tự động nhờ phận đặc biệt gờ cửa có găn phản hồi với động qua xử lý trung tâm Cửa: gồm cửa cabin cửa tầng cửa cabin để khép kín cabin q trình chuyển động khơng tạo cảm giác chóng mặt cho khách hàng ngăn khơng cho rơi khỏi cabin thứ Cửa tầng để che chắn bảo vệ toàn GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện giếng thang thiết bị Cửa cabin cửa tầng có khố tự động để đảm bảo đóng mở kịp thời Bộ hạn chế tốc độ : phận an toàn vận tốc thay đổi nguyên nhân vượt vạn tốc cho phép , hạn chế tốc độ bật cấu khống chế cắt điều khiển động phanh làm việc Các thiết bị phụ khác: quạt gió, chng điện thoại liên lạc , thị số báo chiều chuyển động… lắp đặt cabin để tạo cho khách hàng cảm giác dễ chịu thang máy Sơ đồ động hệ thống : Trong thang máy trở người, tời dẫn động thường đặt cao dùng Puly ma sát để dẫn động cabin đối trọng Đối với thang máy có chiều cao nâng lớn trọng lượng cáp nâng tương đối lớn nên sơ đồ động người ta treo thêm cáp xích cân phía cabin đối trọng ( cáp ) Puly ma sát có loại rãnh cáp trịn có xẻ rãnh hình thang sợi cáp riêng biệt vắt qua rãnh cáp, rãnh cáp thường từ ba đến năm rãnh Đối trọng phận cân thang máy có chiều cao khơng lớn người ta thường chọm đối trọng cho trọng lượng cân với trọng lượng ca bin phần tử tải trọngnâng bỏ qua trọng lượng cáp nâng, cáp điện không dùng cáp xinh cân bằng.việc trọn thơng số hệ thống cân tiến hành tính lực cáp cân lơns trọn cáp tính cơng st động khả kéo puly ma sát 1.4 Yêu cầu an toàn điều khiển thang máy Thang máy thiết bị chuyên dùng để chở người, chở hàng từ độ cao đến độ cao khác thang máy, vấn đề an toàn đặt lên hàng đầu Để đảm cho hoạt động an toàn thang máy, người ta bố trí loạt thiết bị giám sát hoạt động thang nhằm phát xử lý cố GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện AI/AO (Analog input/ Analog output): Module mở rộng cổng vào/ra tương tự Số cổng vào/ra tương tự vào/2 hay vào/4 tuỳ loại module - IM (Interface module): Module ghép nối, nối module mở rộng lại với thành khối quản lư chung module CPU Thông thường module mở rộng gá liền với đỡ gọi rack Trên rack gán nhiều module mở rộng (không kể module CPU, module nguồn nuôi Một module CPU S7_300 làm việc trực tiếp với nhiều racks racks phải nối với module IM - FM (Function module): Module có chúc điều khiển riêng Ví dụ module PID, module điều khiển động bước… - CP (Communication module): Module phục vụ truyền thông mạng PLC với PLC với máy tính 2.7.2 Cấu trúc vùng nhớ CPU Vùng nhớ PLC S7-300 chia thành vùng nhớ sau: - Vùng nhớ hệ thống Nhớ hệ thống liệu vào ,bít nhớ ,bộ đếm,bộ thời gian.Bộ nhớ nằm RAM CPU - Vùng nhớ lưu giữ dùng lưu giữ chương trình người sử dụng RAM CPU EEPROM card EEPROM cắm ngồi Đối với chương trình lưu RAM vùng nhớ xố MRES(CPU memory reset) -Vùng nhớ làm việc : nhớ chứa phần tử chương trình CPU thực Vùng nhớ bao gồm nhớ tạm thời , chiếm chỗ cho chương trình chương trình gọi Dữ liệu vùng có hiệu lực khối trạng tháI tích cực Khi khối gọi vùng nhớ tạm thời chiếm chỗ lạI Ngồi để thực thi chương trình CPU sử dụng ghi sau: - Thanh ghi ACCU bao gồm hai ghi 32 bít ACCU1 ACCU2 dùng cho thực lệnh nạp truyền phép tính tốn học lệnh dịch chuyển - Thanh ghi địa bao gồm hai ghi 32 bít AR1 AR2 dùng làm trỏ cho việc định địa ghi gián tiếp - Thanh ghi địa khối liệu( Data block) gồm hai ghi 32 bít chứa địa khối DB mở lúc mở hai khối DB, GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân 23 SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện khối Db mở cho dùng chung khối Db mở cho dùng riêng cho khối chương trình FB gọi - Thanh ghi từ trạng tháI STW gồm 16 bít chứa ghi đặc biệt RLO ,OV,OS,CC0 CC1.Các vùng nhớ sở tổ chức thành nhóm theo chức GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân 24 SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện Chương TÍNH TỐN MƠ HÌNH CHO THANG MÁY VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 3.1 Mơ hình thang máy Mơ hình cầu thang máy tằng Trong đó: 1- Khung mơ hình nhơm 2- Bộ nút ấn gọi tầng đặt bên buồng thang 3- Cửa buồng thang 4- Bộ nút ấn gọi tầng bên 5- Ngăn đựng thiết bị điều khiển GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân 25 SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện Kết cấu khung ngồi mơ hình làm khung nhơm kính, bên bố trí hệ thống ray nhôm để di chuyển buồng thang, ở tầng có bố trí cảm biến tầng Động nâng hạ buồng thang đặt giá đỡ bố trí phần mơ hình Phần mơ hình có bố trí ngăn kéo dùng để đặt thiết bị phần cứng PLC,bộ chuyển đổi nguồn, còi báo động thang máy xảy cố.Buồng thang làm Mica trong,bên có bố trí đặt động đóng mở cửa buồng thang.Phía mặt ngồi buồng thang mỗ tầng có bố trí đặ nút ấn nút gọi tầng Đối trọng buồng thang làm gỗ thép 3.1.1 Đặc điểm tiêu kĩ thuật - Mơ hình thiết kế cách cân đối nhỏ gọn - Các phận thang máy phải kĩ thuật,có chất lượng cao - Giá thành rẻ - Dễ di chuyển,dễ vận hành thao tác 3.1.2 Yêu cầu sư phạm Mơ hình điều khiển thang máy xây dựng sở phục vụ công tác giảng dạy ngồi u cầu đảm bảo yêu cầu kĩ thuật,yêu cầu công nghệ mỹ thuật mơ hình phải đáp ứng u cầu sư phạm như: phải nhỏ gọn, dễ di chuyển dễ vận hành thao tác, dễ dàng quan sát truyền động thang máy, việc bố trí thiế bị thang máy phải đảm bảo tính khoa học, dễ thay đổi bảo dưỡng 3.2 Tính chọn 3.2.1 Chọn công suất động biến tần Để chọn công suất động truyền động thang máy cần có điều kiện tham số sau: - Sơ đồ động học thang máy - Tốc độ gia tốc lớn cho phộp - Tải trọng - Trọng lượng buồng thang Công suất tĩnh động nâng tải khơng dùng đối trọng tính theo công thức : Pc  (Gbt  G ).v.g 103 (250  1000).1.9,8.103  15,3(kW ) =  0,8 Trong đó: Gbt : Khối lượng buồng thang (kg) GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân 26 SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện G v g : Khối lượng tải (kg) : Vận tốc nâng (m/s), chọn v = (m/s) : Gia tốc trọng trường (m/s2), chọn g = 9,8 (m/s2)  : Hiệu suất cấu nâng ( 0,5 �0,8) , chọn  = 0,8 Vì thang máy có đối trọng, nên tính tốn đối trọng phù hợp cần thiết Tuy nhiên thực tế đối trọng thay đổi q trình chạy thử thang máy Vì vậy, việc tính đối trọng sau cần thiết cho tính chọn thiết bị Khối lượng đối trọng: Gđt  Gbt   G  250  0, 6.1000  850(kg ) Gđt : Khối lượng đối trọng(kg)  : Hệ số cân ( 0,3 �0,6), thang máy chở hàng  = 0,5 Khi có đối trọng cơng suất tĩnh động lúc nâng tải tính theo cơng thức sau: Pcn  [(Gbt  G )  Gđt  ].v.k g 103   [(250  1000)  850.0,8].1.1, 2.9,8.10 3 0,8  10, 4(kW ) Công suất tĩnh động hạ tải có đối trọng: Pch  [(Gbt  G ).  Gđt ].v.k g 103   [(250  1000).0,8  9250 ].2,5.1, 2.9,8.103 (kW) 0,8  60, 6(kW ) Pcn : Công suất tĩnh động nâng tải có đối trọng Pch : Cơng suất tĩnh động hạ tải có đối trọng k : Hệ số tính đến ma sát dón hướng đối trọng ( 1,15 �1,3), chọn k = 1,2 Ta có: Tốc độ di chuyển: m/s Chọn bán kính puli dẫn động 0,225m Với chiều cao trần nhà = 4,5m GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân 27 SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện a Momen nâng monen hạ tải Momen nâng tải Mn  (Gdm  Gbt  Gdt ).R u.i.c Trong đó: Gdm: Trọng lượng tải (kg) Gbt: Trọng lượng buồng thang (kg) Gđt: Trọng lượng đối trọng (kg) u: bội số hệ thống rũng rọc; chọn u =1 i: Tỉ số truyền; ta có i  2 Rn v.u R: Bán kính puli dẫn động Động dự tính chọn có ndm = 905 v/ph = 15,08 v/s Vậy: i 2.3,14.0, 225.15, 08  21 1.1 Mn = 52,5 (Nm) Momen hạ tải: Mh  (Gdm  Gbt  Gdt ).R (2  ) (Nm) u.i c Mh = 31,5 (Nm) Tính tổng thời gian hành trình nâng hạ buồng thang Để người khơng có cảm giác khó chịu chọn a max = 1,5 (m/s2) độ dật  = 15 (m/s3) GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân 28 SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện * Thời gian mở máy: amax 1,5 - t1 =  = = 0,1 (s) 15 1 2 1 s1 =  t13  a0t12  v0t1  15.0,13    0, 0025 (m) 6 v3=   (t3  t2 )2  amax (t3  t2 )  v2 v1 =  t12  a0t1  v0  15.0,12    0, 075 (m/s) mà v3 = 1(m/s) v2 = v1 + amax.(t2 – t1) t1 = t3 – t2 = 0,1 (s) Thay vào phương trình v3 ta có: =  15.0,12  1,5.0,1  0, 075  1,5 .(t2 – t1) (t2 – t1) =0,6 (s) Vậy thời gian mở máy: Tm= t1 + (t2 – t1) + ( t3 – t2) = t3=0,1+0,6+0,1=0,8 (s) Các quảng đường: + s1 = 0,0025 (m) + s2 = + s3 = 1   t2 – t1   amax  t2 – t1   v1  t – t1   0,54  0, 27  0, 045  0,855 (m) 1   t3 – t2   amax  t3 – t2   v1  t3 – t2  Mà t3 – t2= 0,1 (s) v2 = v1  amax  t2 – t1   0, 075  1,5.0,  0,975 (m/s) 1 s3  15.0,13  1,5.0,12  0,975.0,1  0,1075 (m) Vậy Sm = s1 + s2 + s3 = 0,0025 + 0,315 + 0,1075 = 0,425 (m) Giả thiết quảng đường từ gặp sensor giảm tốc đến dừng là: sd = 0,45 (m) Slv = 4,5 – 0,425 – 0,45 = 3,625 (m) Thời gian thang máy chuyển động là: s 3, 625 lv Tlv = v  GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân  3, 625 (s) 29 SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện Giả sử thang máy từ giảm tốc đến gặp sensor dừng chuyển động chậm đần với tốc độ giật khơng quảng đường hóm 0,045 (m), vận tốc giảm xuống cũn 0,2 (m/s) Ta có: s = vtb.t t s 0,   0, 67 (s) vtb 0,  Thời gian từ sau giảm tốc đến gặp sensor dừng: t= t 0, 45  0,  0, 045  0, 025 (s) 0, Thời gian hãm phanh khí để thang máy dừng hẳn alf: t= t 0, 045  0, 45 0,  (s) Vậy thời gian hóm phanh phanh khí để thang máy dừng hẳn alf: Th+d = 0,67 + 0,025 + 0,45 = 1,145 (s) Tổng thời gian hoạt động tầng thang máy : T = Tm + Tlv +Th+d = 0,8 + 3,625 + 1,145 = 5,57 (s) Giả thiết đặt thời gian để thang máy mở cửa hành khách vào tầng 5(s) Vậy tổng thời gian cho tầng thang máy : 5,57 + = 10,57 (s) *Tính momen đẳng trị tính chọn cơng suất động cơ: Momen đẳng trị: n M dt  �M i 1 i i t �ti Trong đó: Mi trị số momen tương ứng với khoảng thời gian ti Mdt = 43,3 ( Nm ) Mà Pdt  M dt D Trong đó: D vận tốc gúc động cơ, ta có: D  n 60.v.i   93,37 (rad/s) 9,55 9,55.2 R Pdt = 4,042 (KW) Tính hệ số tiếp điện tương đối �tilv TĐ% = �t  �t ilv ing Trong đó: tilv khoảng thời gian làm việc ting khoảng thời gian nghỉ 2.4.5,57 TĐ% = 2.4.5,57  2.5.5  10 100%  42% GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân 30 SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện Trong thực tế động dùng cho cầu trục, máy nâng hạ thường có hệ số tiếp điện TĐ% = 25%, ta quy đổi cơng suất động loại có TĐ% = 25% P = P  Pdt TĐth % 42  4, 042  5,3 (KW) TĐtc % 25 Ta chọn động không đồng roto lồng súc loại cầu trục luyện kim kiểu MTR; 380; TĐ25% Kớ hiệu: MTK -22-6 có cỏc thụng số sau: Pđm=7,5 (KW) Nđm = 905 v/p Istđm = 19,3 (A) Ist0 = 12 (A) Rst = 0,685 (Ω) Xst = 0,733 (Ω) Chọn biến tần 3G3JX – A4075 hãng omron có cơng suất 7,5 KW 3.3 Xây dựng chương trình điều khiển thang máy tầng với step7 3.3.1 Yêu cầu điều khiển buồng thang - Có tín hiệu xử lý cho thang lên, xuống theo u cầu - Có tín hiệu nhớ thực yêu cầu - Có tín hiệu điều khiển gọi thang - Có tín hiệu báo buồng thang tầng - Có tín hiệu dừng thang gặp cố 3.3.2 Yêu cầu điều khiển cửa buồng thang - Khi có tín hiệu dừng thang tầng cửa mở, có người cuối vào, khỏi buồng thang cửa tự động đóng sau 10s 3.3.3 Các tín hiệu đèn báo Ngồi cửa tầng: - Có tín hiệu báo thang đến tầng - Tín hiệu báo chiều lên/ xuống buồng thang Trong buồng thang: - Tín hiệu báo thang dừng tầng - Tín hiệu báo tầng gọi đến - Tín hiệu báo cố 3.3.4 Mô hoạt động buồng thang - Điều khiển hoạt động thang máy thực từ hai vị trí: + Tại cửa tầng nút nhấn gọi tầng + Trong buồng thang nút nhấn đến tầng GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân 31 SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện - Khi buồng thang gọi di chuyển theo chiều lên xuống thực yêu cầu theo hành trình lên xuống - Trong trường hợp có yêu cầu hành trình lên xuống buồng thang ưu tiên thực u cầu theo hành trình mà thực hiện, tín hiệu theo hành trình ngược lại nhớ lại thực buồng thực hết hành trình hoạt động khơng cịn u cầu với hành trình - Trong hành trình buồng thang, yêu cầu thực ưu tiên theo vị trí tầng gọi không phụ thuộc vào yêu cầu gọi trước hay gọi sau - Khi có cố, có đèn báo dừng hoạt động buồng thang - Sau người điều khiển ngắt điện cho dừng hệ thống thang máy hết làm việc buồng thang trở vị trí tầng 3.3.5 Lưu đồ thuật toán GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân 32 SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện Start Buồng thang tầng Dừng thang Mở cửa Người vào/ra Đóng cửa Gọi/Đến tầng Vị trí gọi/đến > vị trí dừng thang Vị trí gọi/đến < vị trí dừng thang No Đi xuống GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân Yes Vị trí gọi/đến = vị trí dừng thang 33 Yes Đi lên No SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện 3.3.3 Sơ đồ kết nối PLC T1 T2 T3 T4 T5 D1 D2 D3 D4 D5 S1 S2 S3 S4 S5 S6 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 COM IN CPU PLC S7-300 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6Q0.7 Q1.0Q1.1 Q1.2 Q1.3Q1.4Q1.5 Q1.6 Q1.7 COM OUT K K K K K K K K K K K K K K K K Các tín hiệu điều khiển: Các đầu vào: I0.0: Nút nhấn gọi/ đến tầng I0.1: Nút nhấn gọi/ đến tầng I0.2: Nút nhấn gọi/ đến tầng I0.3: Nút nhấn gọi/ đến tầng I0.4: Nút nhấn gọi/ đến tầng I0.5: Tín hiệu cho thang dừng tầng I0.6: Tín hiệu cho thang dừng tầng I0.7: Tín hiệu cho thang dừng tầng I1.0: Tín hiệu cho thang dừng tầng I1.1: Tín hiệu cho thang dừng tầng I1.4: Tín hiệu báo cố I1.5: Nút nhấn mở cửa cưỡng I1.6: Nút nhấn đóng cửa cưỡng Các đầu ra: Q0.0: Buồng thang lên Q0.1: Buồng thang xuống Q0.2: Mở cửa buồng thang Q0.3: Đóng cửa buồng thang GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân 34 SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện Q0.4: Đèn báo thang tầng Q0.5: Đèn báo thang tầng Q0.6: Đèn báo thang tầng Q0.7: Đèn báo thang tầng Q1.6: Đèn báo thang tầng Q1.7: Đèn báo cố Q1.5: Đèn báo tầng gọi/ đến Q1.1: Đèn báo tầng gọi/ đến 3.3.6 Chương trình lập trình Q1.2: Đèn báo tầng gọi/ đến Q1.3: Đèn báo tầng gọi/ đến Q1.4: Đèn báo tầng gọ GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân 35 SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện Chuong KẾT LUẬN Sau triển khai thực đồ án xây dựng mơ hình thang máy phục vụ cho công tác giảng dạy, em thấy mơ hình cần thiết thiết thực công tác giảng dạy Trong thực việc xây dựng kết cấu mơ hình, lựa chọn phương án thực hiện, tính chọn vật tư thiết bị, cơng nghệ vận hành mơ hình định đến chất lượng mơ suất lao động thực mơ hình Sau tiến hành tính chọn thiết bị lựa chọn phương án thực mơ hình, ta thấy việc tính chọn thiết bị phương án lựa chọn phù hợp với yêu cầu đề tài,đảm bảo yêu cầu kinh tế, kỹ thuật sư phạm Đề tài sau kiểm tra tính tốn thiết kế cụ thể bộc lộ rõ ưu khuyết điểm sau: a Về ưu điểm: - Các thiết bị để xây dựng mơ hình có sẵn thị trường, giá thành rẻ - Việc áp dụng công nghệ lập trình PLC đem lại cho mơ hình tính vượt trội điều khiển, tuổi thọ thiết bị nâng cao - Mơ hình cho phép quan sát tồn q trình điều khiển thiết bị - Có thể thay đổi, tác động trực tiếp vào chương trình điều khiển mơ hình - Nhỏ gọn, thuận tiện cho việc di chuyển giảng dạy - Đơn giản thao tác, vận hành sửa chữa bảo dưỡng b Về khuyết điểm: - Khuyết điểm lớn quan trọng sử dụng phần mềm PLC việc lập trình cho thang máy gặp nhiều khó khăn, địi hỏi người lập trình phải có kiến thức sâu lĩnh vực này,đồng thời để lập trình cịn cần phải có phần cứng PLC, máy tính để kết nối … - Gía thành phần cứng PLC có giá thành cao - Hiệu suất sử dụng mơ hình khơng cao địi hỏi phải có chế độ bảo dưỡng thường xun - Do mơ hình đặt kết cấu khung nhơm kính dễ xảy đổ vì, ảnh hưởng đến khả tản nhiệt thiết bị điện GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân 36 SVTH: Lê Anh Tuấn Trường ĐH SPKT Vinh Khoa Điện TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD: Nguyễn Thị Ngọc Xuân 37 SVTH: Lê Anh Tuấn ... hoá truyền tải thiết bị nhu cầu lại người Để đáp ứng điều kiện em nghiên cứu xây dựng mơ hình cầu thang máy với đề tài ? ?Thiết kế hệ thống tự động hóa q trình cho hệ truyền động thang máy nhà tầng? ??... - Tự - Hạnh phúc ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HĨA Q TRÌNH Họ tên: Lê Anh Tuấn Lớp : DHTDHCK10Z Khoa : Điện Hệ đào tạo: Đại học Ngành: ĐK & TĐH Tên đề tài: "Thiết kế hệ thống tự động hóa q trình. .. trình cho hệ truyền động thang máy nhà tầng? ?? Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Chương 1: Khái quát chung thang máy Chương 2: Truyền động điện cho thang máy Chương 3: Tính tốn mơ hình thang máy