Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển PLC cho thang máy Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển PLC cho thang máy Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển PLC cho thang máy luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN ĐỨC NGỌC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC CHO THANG MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Hà Nội, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN ĐỨC NGỌC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PLC CHO THANG MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS NGUYẾN TRỌNG DOANH Hà Nội, 2010 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ðẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 1.1 Khái niệm chung Thang máy 1.2 Lịch sử phát triển thang máy 1.3 ðặc ñiểm ñặc trưng cho chế ñộ làm việc hệ thống truyền ñộng ñiện thang máy 1.4 Kết cấu thang máy 1.5 Phân loại thang máy 1.5.1 Phân loại theo cơng dụng 1.5.2 Theo hệ thống dẫn động Cabin 1.5.3 Theo vị trí đặt tời 1.5.4 Theo hệ thống vận hành 1.5.5 Theo thông số 1.5.6 Theo kết cấu cụm 1.5.7 Theo vị trí Cabin đối trọng giếng thang 1.5.8 Theo quỹ ñạo di chuyển Cabin 1.6 Các nguyên tắc hoạt ñộng thang máy Kết luận chương Chương 2: CẤU TRÚC VÀ HOẠT ðỘNG CỦA PLC 2.1 Mở ñầu PLC 2.2 Lịch sử phát triển PLC 2.3 Thành phần PLC 2.3.1 Bộ xử lý tín hiệu CPU 2.3.2 Bộ nhớ 2.3.3 Mơ ñun Vào/ Ra 2.3.4 Mô ñun nguồn 2.3.5 Thiết bị lập trình 2.4 Phân loại PLC 2.5 Hoạt động PLC 2.6 Ngơn ngữ lập trình PLC 2.6.1 Ngơn ngữ lập trình sở 2.6.2 Ngơn ngữ bảng lệnh STT 2.6.2.1 Lệnh gọi biến vào/ra tính tốn 2.6.2.2 Lệnh ñếm thời gian TMR lệnh ñếm CTR 2.6.3 Ngôn ngữ sơ đồ thang (LAD) 2.6.4 Ngơn ngữ sơ đồ khối hàm Logic FBD 2.6.5 Ngôn ngữ Grafcet Trang: 4 8 10 11 14 14 17 17 17 18 18 20 20 21 21 22 22 23 26 27 28 30 31 31 33 40 43 44 45 46 49 52 57 59 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Kết luận chương Chương 3: LẬP TRÌNH ðIỀU KHIỂN 3.1 Tối ưu hóa điều thang máy 3.1.1 Vấn đề tối ưu hóa ñiều khiển thang máy 3.1.2 Lý thuyết hàng ñợi 3.2 Thuật tốn tối ưu điều khiển thang máy 3.3 Tín hiệu hóa cho hệ thống điều khiển Logic khả trình 3.3.1 Thiết kế tạo mã phím cho công tắc nút ấn 3.2.2 Thiết kế mạch cho Sensor 3.4 Chương trình điều khiển thang máy tầng 3.4.1 Khai báo ñịa sử dụng 3.4.1.1 Ngõ vào 3.4.1.2 Ngõ 3.4.2 Chương trình điều khiển Kết luận chương Kết luận chung khuyến nghị Tài liệu tham khảo Trang: 59 64 64 64 64 67 67 67 71 72 72 72 73 74 74 111 112 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Lêi cam ®oan Tơi xin cam đoan nội dung luận văn "Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy", hướng dẫn TS Nguyễn Trọng Doanh, cơng trình tơi trực tiếp nghiên cứu Tơi xin cam ñoan số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa ñược cơng bố cơng trình trước Tác giả Nguyễn ðức Ngọc Trang: ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Trang Bảng chế ñộ làm việc 4051 69 Bảng khai báo ñịa ngõ vào 72 Bảng khai báo ñịa ngõ 73 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ðỒ THỊ Tên hình vẽ, đồ thị Hình 1.1: Sự phụ thuộc Mơmen tải trọng Hình 1.2: Sơ đồ kết cấu bố trí thiết bị thang máy Hình 1.3: Thang máy điện có tời đặt giếng thang Hình 1.4: Thang máy điện có tời đặt giếng thang Hình 1.5: Thang máy thủy lực Hình 1.6: Mặt cắt ngang giếng thang Hình 2.1: Cấu trúc PLC Hình 2.2: Chu kỳ quét PLC Hình 2.3: Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị Vào/Ra Hình 2.4: Thiết bị lập trình cầm tay PG 605 Siemens Hình 2.5: Thiết bị lập trình chuyên dụng PG 730C Hình 2.6: Kết nối máy tính PLC Hình 2.7: Micro PLC họ T100MD-1616 Hình 2.8: Micro PLC họ DL05 hang Koyo Hình 2.9: Micro-PLC xê ri 90 Fanuc Hình 2.10: PLC loại Zen -10C Omron Hình 2.11: PLC loại S5-100U Siemens Hình 2.12: PLC loại CJ1M Siemens Hình 2.13: PLC loại COM1 Omron Hình 2.14: PLC loại CJ1 Omron Hình 2.15: PLC loại CS1 Omron Hình 2.16: PLC loại S7-400 Siemens Hình 2.17: Cấu trúc sơ đồ kết nối S7-400 Hình 2.18: Sơ đồ kết nối mạng S7-400 cơng nghiệp Hình 2.19: Hoạt động chương trình điều khiển PLC Hình 2.20: Chương trình điều khiển PLC Hình 2.21: Chương trình ñiều khiển dạng khối Hình 2.22: Logic AND Hình 2.23: Sơ đồ thang mạch điều khiển bơm Hình 2.24: Sơ đồ thang mạch điều khiển bơm Hình 3.1: Sơ ñồ tạo mã Trang: Trang 10 13 15 15 16 20 27 28 31 32 32 33 34 35 35 35 36 36 37 37 38 38 39 40 40 43 43 46 53 53 68 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Hình 3.2: Bảng mã bàn phím gọi tầng 70 Trang: ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang mỏy Mở đầu Thế kỷ 19, khoa học kỹ thuật giới phát triển mạnh mẽ Lúc giới đà bắt đầu xuất nhiều nhà cao tầng, thang máy bắt đầu xuất để đáp ứng nhu cầu cấp thiết Năm 1853, hÃng máy OTIS (Mỹ) đà chế tạo đa vào sử dụng thang máy giới Thang máy thiết bị không thĨ thiÕu viƯc vËn chun ng−êi vµ hµng hãa theo phơng thẳng đứng nhà cao tầng, từ xuất đến thang máy đợc nghiên cứu, cải tiến, đại hóa để đáp ứng nhu cầu ngày cao ngời Trong năm gần nhiều nhà cao tầng đà đợc xây dựng khắp miền đất nớc nhờ thang máy đÃ, đợc sử dụng ngày nhiều Do hÃng thang máy hàng đầu giới đà có mặt nớc ta Đối với Thang máy nói riêng nh thiết bị nâng chuyển nói chung, cách điều khiển truyền thống dùng Rơle Vi xử lý thờng cồng kềnh, giá thành cao, thiếu tính linh hoạt, thích nghi với môi trờng công nghiệp Với mong muốn khắc phục nhợc điểm trên, tác giả đà tìm tòi, nghiên cứu để đa ứng dụng PLC vào điều khiển Thang máy cách linh hoạt hơn, xa đa ứng dụng PLC cách rộng rÃi dây chuyền sản xuất Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển PLC cho thang máy máy đợc tác giả trình bày với chơng sau: Chơng 1: Tổng quan Thang máy Chơng 2: Cấu trúc hoạt động PLC Chơng 3: Lập trình điều khiển KÕt ln : -/ TÝnh −u viƯt cđa ®iỊu khiĨn PLC so với phơng pháp dùng Rơle, Vi xử lý -/ Khả ứng dụng ý nghĩa thực tiễn đề tài lớn Trang: ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Qua rÊt nhiÒu nguån tài liệu khác từ nớc, cộng thêm giúp đỡ tận tình TS Nguyễn Trọng Doanh với đội ngũ cán kỹ thuật công ty Thang máy Thiên Nam - công ty Thang máy hàng đầu Việt Nam, tác giả đà rút đợc kiến thức lý thuyết lẫn thực hành quý báu việc ứng dụng PLC để điều khiển Thang máy nh ứng dụng PLC vào môi trờng công nghiệp Tuy nhiên thời gian học thuật có hạn, chắn không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đợc góp ý, bổ sung thầy cô giáo bạn để luận văn tốt nghiệp em đợc hoàn thiện Em xin trân trọng kính gửi tới thầy giáo: TS Nguyễn Trọng Doanh toàn thể thầy cô giáo môn bạn bè đồng nghiệp lời cảm ơn chân thành Học viên Nguyễn Đức Ngọc Trang: ti tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Ch−¬ng 1: tỉng quan vỊ thang m¸y 1.1 Kh¸i Kh¸i niƯm chung vỊ thang m¸y Thang máy thiết bị chuyên dùng để vận chuyển ngời, hàng hóa, vật liệuv v theo phơng thẳng đứng nghiêng góc nhỏ 15 so với phơng thẳng đứng theo tuyến đà định sẵn Thang máy thờng đợc sử dụng khách sạn, công sở, chung c, bệnh viện, đài quan sát, tháp truyền hình, nhà máy, công xởng, v v Đặc điểm vận chuyển máy so với phơng tiện vận chuyển khác thời gian chu kú vËn chun bÐ, tÇn st vËn chun lín, đóng mở máy liên tục Ngoài ý nghĩa vận chuyển, thang máy yếu tố làm tăng vẽ đẹp tiện nghi công trình Nhiều quốc gia giới đà quy định, tòa nhà cao tầng trở lên phải đợc trang bị thang máy để đảm cho ngời lại thuận tiện, tiết kiệm thời gian tăng suất lao động Giá thành thang máy trang bị cho công trình so với tổng giá thành công trình chiếmkhoảng 6% đến 7% hợp lí Đối với công trình đặc biệt nh bệnh viện, nhà máy, khách sạn, v v số tầng nhỏ nhng yêu cầu phục vụ phải đợc trang bị thang máy Với nhà nhiều tầng có chiều cao lớn việc trang bị thang máy bắt buộc để phục vụ việc lại tòa nhà Nếu vấn đề vận chuyển ngời, hàng hóa tòa nhà không đợc giải dự án xây dựng tòa nhà cao tầng không thành thực Thang máy thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt, liên quan trực tiếp đến tài sản tính mạng ngời, vậy, yêu cần 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 đợc quy định tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm Thang máy có cabin đẹp, sang trọng, thông thoáng, êm dịu cha đủ điều kiện để đa sử dụng, mà phải có đầy đủ thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy nh: điện chiếu sáng dự phòng điện, điện thoại nội (Interphone), chuông báo, hÃm bảo hiểm, an toàn cabin, công tắc an toàn cửa cabin, khóa an toàn cửa tầng, cứu hộ điện nguồn v v Trang: ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Trang: 98 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Trang: 99 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Trang: 100 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Trang: 101 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Trang: 102 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Trang: 103 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Trang: 104 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Trang: 105 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Trang: 106 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Trang: 107 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Trang: 108 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Trang: 109 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang mỏy KếT LUậN CHƯƠNG Vấn đề phân tích để tối u hóa chơng trình điều khiển thang máy nh xây dựng đợc thuật toán hợp lý làm cho thang máy hoạt động hiệu Việc ứng dụng PLC Vi mạch vào điều khiển đà làm cho thang máy hoạt động linh hoạt nhiều hệ thống điều khiển trở nên gọn nhẹ đặc biệt hệ thống thang máy nhiều tầng Trang: 110 ti tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang mỏy Kết luận Và KHUYếN NGHị 1./ Kết đạt đợc đề tài Qua trình nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển PLC cho thang máy, đa so sánh với phơng pháp điều khiển truyền thống nh dùng hệ thống Rơle có u điểm bật sau : Tại buồng máy tốn không gian so với dùng tủ điều khiển Rơle Tiết kiệm điện Giá thành thang máy giảm Hoạt động ổn định 2./ ý nghĩa thực tiễn đề tài phạm vi ứng dụng Với kết đà đạt đợc đề tài cã ý nghÜa thùc tiƠn viƯc øng dơng PLC vào điều khiển thiết bị nâng chuyển, dây chuyền sản xuất Đề tài có khả ứng dụng: - Là sở lý thuyết để đa PLC vào ứng dụng cách rộng rÃi môi trờng công nghiệp - Tài liệu tham khảo cho Sinh viên chuyên ngành Cơ khí, Điều khiển tự động 3./ Khuyến nghị Do thời gian hạn chế nên tác giả dừng lại việc ứng PLC để điều khiển thang máy tầng Với phát triển mạnh mẽ ngành xây dựng Trong thời gian tới tác giả tìm tòi để ứng dụng PLC điều khiển thang máy cho cao ốc nh đa ứng dụng rộng rÃi PLC vào m«i tr−êng c«ng nghiƯp / Trang: 111 ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang mỏy TàI LIệU THAM KHảO Tiếng việt Vũ Liêm Chính (2007), THANG MáY cấu tạo - lựa chọn - lắp đặt sử dụng, Nhà xuất khoa häc kü tht, Hµ Néi Ngun Träng Doanh (2008), Thiết bị điều khiển khả lập trình PLC(2), tr.1104 Ngun Do·n Ph−íc (2007), Tù ®éng hãa víi SIMATIC S7-200, Nhà xuất Thống kê, Hà Nội Đỗ Xuân Thụ(2008), Kỹ thuật điện tử, Nhà xuất khoa häc kü thuËt, Hµ Néi Trang Web http://cdtvn.net/index.php?option=com_content&task=view&id=1034&Itemid=308; http://www.ebook.edu.vn/?page=1.6&view=1718 http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/chuong-10-chuong-trinh-dieu-khien-thang-may-5-tangdung-plc-s7-300.347349.html http://www.codientu.us/index.php?option=com_content&view=article&id=1120:plc -programming&catid=68:electrics-electronics-lecture-notes&Itemid=308 http://www.soi.wide.ad.jp/class/20060036/materials_for_student/10/14126.pdf; http://findarticles.com/p/articles/mi_qa3792/is_200204/ai_n9033259/ Trang: 112 ... nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Hình 3.2: Bảng mã bàn phím gọi tầng 70 Trang: ðề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống ñiều khiển PLC cho thang máy Mở... nghiệp: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển PLC cho thang máy Ch−¬ng 2: CấU tRúC Và HOạT động plc 2.1 mở đầu plc Trong hệ thống sản xuất, thiết bị tự động bán tự động, hệ thống điều khiển. .. tòi, nghiên cứu để đa ứng dụng PLC vào điều khiển Thang máy cách linh hoạt hơn, xa đa ứng dụng PLC cách rộng rÃi dây chuyền sản xuất Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển PLC cho thang