ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Đề tài: MÔ HÌNH PHỤC HỒI CỬA THANG MÁY

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƢƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Đề tài: MƠ HÌNH PHỤC HỒI CỬA THANG MÁY GVHD: Th.s Đỗ Phƣơng Nam SVTH: Trần Bảo MSSV: 2117150004 Nguyễn Ngọc Châu MSSV: 2117150007 Huỳnh Long Nghĩa Nguyễn Trung Triều Lê Phƣớc Xuyên Võ Sinh Khải Tp Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2019 MSSV: 2117150039 MSSV: 2117150068 MSSV: 2117150079 MSSV: 2117150028 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi đến quý thầy cô khoa Điện - Điện tử, trƣờng Cao đẳng Công thƣơng TP.HCM với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu chúng em suốt học tập trƣờng Và đặc biệt học kỳ này, khoa tổ chức cho chúng em đƣợc tiếp cận với môn học mà theo chúng em hữu ích sinh viên ngành Tự động hóa nhƣ tất với sinh viên thuộc chuyên ngành khoa học kĩ thuật khác Đó mơn “Đồ án điều khiển tự động ” Chúng em chân thành cảm ơn thầy Đỗ Phƣơng Nam tận tình hƣớng dẫn chúng em, thầy tạo thêm nguồn động lực để chúng em hồn thành đồ án Nếu khơng có lời hƣớng dẫn thầy chúng em nghĩ đồ án nhóm khó để hồn thành đƣợc Một lần chúng em xin cảm ơn thầy! ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Nhận xét chung: Ưu điểm: Hạn chế: Đánh giá: Tp.HCM, ngày… tháng 06 năm 2019 Giáo viên hƣớng dẫn Đỗ Phƣơng Nam iii TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC Tên đề tài: MƠ HÌNH PHỤC HỒI CỬA THANG MÁY Tuần giao đề tài: Tuần Tuần hoàn thành đề tài: Sinh viên thực hiện: Họ tên sinh viên 1: Trần Bảo MSSV: 2117150004 Họ tên sinh viên 2: Nguyễn Ngọc Châu Họ tên sinh viên 3: Huỳnh Long Nghĩa MSSV: 2117150007 MSSV: 2117150039 Họ tên sinh viên 4: Nguyễn Trung Triều Họ tên sinh viên 5: Lê Phƣớc Xuyên MSSV: 2117150068 MSSV: 2117150079 Họ tên sinh viên 6: Võ Sinh Khải MSSV: 2117150028 Nội dung – công việc thực Tuần/ngày Tuần - Nhận đề tài Phân tích đề tài Tính chọn thiết bị Tuần - Mua thiết bị Thiết kế phần khí Tuần - Lắp đặt phần khí - Lắp đặt phần khí - Lắp đặt tủ điều khiển Tuần - Lắp đặt phần khí, tủ điều khiển Viết chƣơng trình điều khiển Tuần -18 - Hồn thiện mơ hình Test mơ hình khắc phục lỗi Viết báo cáo đồ án Tuần Xác nhận giáo viên hƣớng dẫn iv LỜI CAM ĐOAN Đề tài nhóm chúng em tự thực dựa vào số tài liệu tham khảo chúng em xin cam đoan đề tài khơng chép cơng trình có trƣớc Nếu có chép nhóm chúng em hồn tồn chịu trách nhiệm v DANH MỤC HÌNH Hình chƣơng Hình 1 PLC S7-1200 CPU 1215 DC/DC/Relay………………………….…………… Hình 1.2.1 Biến tần Fuji frenic mini FRN0004C2S 7A………………….……………… Hình 1.2.2 Sơ đồ kết nối biến tần với động ………………………….…… …… .7 Hình 1.1.1 DHT 22……………………………………………………………… ………… Hình 1.3.2 Sơ đồ cảm biến từ loại NPN……………………………….……….………… Hình 1.4 Cảm biến quang BR100-DDT-P ……… ………………………….….……… Hình chƣơng Hình I Bản vẽ phần khí cho cửa thang máy………………………………….…….……10 Hình 2.1 Kích thước vỏ tủ……………………………………………………………….…….11 Hình 2.2 Sơ đồ bố trí bên tủ điện………………… ……………………………… 12 Hình 2.3 Sơ đồ mạch cấp nguồn điều khiển……………………………………………… 12 Hình 2.4 Sơ đồ mạch kiểm sốt nguồn…………………………………………………… 13 Hình 2.5 Sơ đồ phân phối điện……………………………………………………………….13 Hình 2.6 Mạch PLC input…………………………………………………………………….14 Hình 2.7 Mạch PLC output………….…………………………………………………….….15 Hình chƣơng Hình Hình ảnh cửa thang máy…………………………………………… …….… 16 Hình Hình ảnh cửa thang máy lắp đặt …………………………….…… ….17 Hình 3.3 Hình ảnh mơ hình cửa thang máy hồn thành……………… ……………… 18 Hình 3.4 Mặt tủ điện dây bố trí thiết bị hồn chỉnh……………….19 Hình chƣơng Hình 4.1 Giao diện WinCC…………………………………………………………….23 vi DANH MỤC BẢNG VIẾT TẮT STT Tên thực tế Tên viết tắt Relay R1,R2,R3,R4 Cảm biến S1,S2,S3,S4 Nút dừng khẩn cấp Động Nút nhấn chạy thuận FWD Nút nhấn chạy nghịch REV ESTOP M1 vii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN iii TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC iv LỜI CAM ĐOAN v DANH MỤC HÌNH vi I TỔNG QUAN CHUNG 1/ Giới thiệu 1.1.Lý chọn đề tài 1.2.Phƣơng pháp thực 2/ Thiết bị 2.1.Giới thiệu PLC 2.2.Biến tần Fuji frenic mini FRN0004C2S 7A 2.3.Cảm biến TPC sensor JD-1805E1 2.4.Cảm biến quang BR100-DDT-P 10 II THIẾT KẾ MÔ HÌNH VÀ TỦ ĐIỀU KHIỂN 11 1/ Thiết kế phần khí 11 2/ Thiết kế tủ điều khiển 12 III THI CƠNG MƠ HÌNH VÀ TỦ ĐIỀU KHIỂN 17 1/ Thi cơng phần khí 17 1.1.Mơ hình thang máy 17 1.2.Thi công phần khí phần khung cửa thang máy 17 2/ Thi công phần điện 20 IV CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN 21 4.1 Lƣu đồ 21 4.2 Chƣơng trình plc cách cài đặt biến tần cho mơ hình phục hồi thang máy 22 4.3 Giao diện điều khiển qua wincc nguyên lý hoạt động 22 V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 26 1/ Kết luận kiến nghị 26 1.1.Kết đồ án làm đƣợc 26 1.2.Hạn chế đồ án 26 1.3.Kiến nghị 27 viii 2/ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 ix Đồ án điều khiển tự động I TỔNG QUAN CHUNG 1/ GIỚI THIỆU 1.1 Lý chọn đề tài Trong công đổi đất nƣớc, với mục tiêu chiến lƣợc Cơng nghiệp hóa –Hiện đại hố đất nƣớc, đƣa kinh tế phát triển với tốc độ cao nhằm nhanh chóng sánh vai quốc gia tiên tiến giới, lĩnh vực Tự Động Hố Cơng Nghiệp ngày chứng tỏ vai trị khơng thể thiếu đƣợc Khơng phục vụ cơng nghiệp hóa, lĩnh vực tự động hóa cịn thể chất nƣớc đại Cùng với phát triển đất nƣớc, ngày xuất nhiều cơng trình xây dựng cao tầng đồ sộ: cao ốc thƣơng mại, nhà hàng, khách sạn đại theo tiêu chuẩn quốc tế, siêu thị, bệnh viện có xu hƣớng “phát triển theo chiều cao” Đó qui luật phát triển hiển nhiên Đi đôi với phát triển nhu cầu thiết bị chuyển tải hàng hoá ngƣời theo “độ cao” Thiết bị đại Thang máy Thang máy phục vụ ngƣời, tải hàng hoá, phần thể mặt đại đất nƣớc Chính vậy, có vai trị khơng phần quan trọng Nó định giấc làm việc, suất lao động, tiện lợi cho việc di chuyển lên xuống nhà cao tầng… Hiện ngành thang máy với trang thiết bị ngoại nhập mức hợp tác với nƣớc lắp đặt thang máy với trang thiết bị ngoại nhập Trong tƣơng lai, em tin tƣởng phát triển Đó lý nhóm em xin đƣợc nghiên cứu phục hồi cửa thang máy 1.2 Phƣơng pháp thực - Áp dụng kiến thức lý thuyết để xây dựng mô hình thang máy - Các bƣớc thực hiện: Đồ án điều khiển tự động Hình 2.4 Sơ đồ mạch kiểm soát nguồn Cấp nguồn 220VAC cho biến tần, ngõ biến tần đấu với động cơ, sơ đồ chân tƣơng ứng biến tần đƣợc đấu với tiếp điểm relay 14 Đồ án điều khiển tự động Hình 2.6 Mạch PLC input Các nút nhấn cảm biến đƣợc đấu với ngõ vào PLC 15 Đồ án điều khiển tự động Hình 2.7 Mạch PLC OUTPUT Các ngõ PLC đƣợc đấu với relay 24VDC 16 Đồ án điều khiển tự động III THI CƠNG MƠ HÌNH VÀ TỦ ĐIỀU KHIỂN 1/ THI CƠNG CƠ KHÍ 1.1 Mơ hình thang máy  Gồm có phần: Mơ hình thang máy tủ điều khiển:  Mơ hình thang máy gồm: cảm biến TPC Sensor JD-1805E1, Động  Tủ điều khiển gồm: Biến tần FRN0004C2S 7A, Relay kiếng 14 chân, PLC S71200 CPU 1215 DC/DC/Relay, CB, Bộ nguồn 24V 1.2 Thi cơng phần khí phần khung cửa thang máy Sau thi cơng phần khí từ tuần trình thực kéo dài tới tuần 10 nhóm em hồn thành q trình thi cơng khí cho mơ hình cửa thang máy Dƣới hình ảnh thực tế q trình phần khí cho mơ hình phục hồi cửa thang máy Cánh cửa trƣớc đƣợc lắp đặt Hình Hình ảnh cửa thang máy 17 Đồ án điều khiển tự động Cửa đƣợc lắp vào khung buồng thang máy Hình Hình ảnh cửa thang máy lắp đặt 18 Đồ án điều khiển tự động Qua thời gian làm việc tích cực chung với nhóm em cho phần khí hồn thiện Hình 3 Hình ảnh cửa thang máy hồn thành 19 Đồ án điều khiển tự động 2/ THI CÔNG PHẦN ĐIỆN Q trình thi cơng cho tủ điều khiển tuần kéo dài đến tuần 15 nhóm em hồn thiện q trình đấu nối dây, bố trí thiết bị tủ, cài đặt biến tần… Hình 3.4 Mặt tủ điện dây bố trí thiết bị hồn chỉnh Các thiết bị đƣợc bố trí nhƣ vẽ đề theo phần thiết kế 20 Đồ án điều khiển tự động IV CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN LƢU ĐỒ 21 Đồ án điều khiển tự động CHƢƠNG TRÌNH PLC VÀ CÁCH CÀI ĐẶT BIẾN TẦN CHO MƠ HÌNH PHỤC HỒI THANG MÁY 22 Đồ án điều khiển tự động CÁCH CÀI BIẾN TẦN CHO MƠ HÌNH PHỤC HỒI CỬA THANG MÁY Đầu tiên cấp nguồn cho biến tần sau biến tần có nguồn nhấn nút PRG để chọn mã sau hình hiển thị 1F chức biến tần ta nhấn để chuyển đổi chức cần dùng Khi hình hiển thị 1F nhấn nút FUNC để vào chi tiết phần cần cài đặt mục 1F sau nhấn FUNC hình hiển thị F00 nhấn để đến F02 sau nhấn FUNC để vào phần cài đặt chi tiết F02 sau nhấn để lựa chọn thơng số 1, số lệnh đầu cuối chạy thuận nghịch sau nhấn FUNC để lƣu giá trị lựa chọn Sau lƣu giá trị lựa chọn màng hình tự chuyển sang F03 lúc nhấn FUNC để vào phần cài đặt chi tiết F03 lựa chọn tần số ta chỉnh cho tần số 40Hz nhấn FUNC để lƣu Sau lƣu giá trị lựa chọn màng hình tự chuyển sang F04 lúc nhấn FUNC để vào phần cài đặt chi tiết F04 lựa chọn tần số ta chỉnh cho tần số 25Hz nhấn FUNC để lƣu Sau lƣu giá trị lựa chọn màng hình tự chuyển sang F05 ( F05 điện áp định mức tần số bản) nhấn FUNC để vào phần cài đặt chi tiết F05 ta chọn 220V nhấn FUNC để lƣu 23 Đồ án điều khiển tự động Sau lƣu giá trị lựa chọn màng hình tự chuyển sang F07 lúc nhấn FUNC để vào phần cài đặt chi tiết F07 ( F07 thời gian tăng tốc 1) ta chọn 6.00 ( 6s) nhấn FUNC để lƣu Sau lƣu giá trị lựa chọn màng hình tự chuyển sang F08 lúc nhấn FUNC để vào phần cài đặt chi tiết F08 ( F08 thời gian giảm tốc 1) ta chọn 6.00 ( 6s) nhấn FUNC để lƣu Sau lƣu xong nhấn PRG để quay lại phần chọn mã nhấn để lựa chọn mã E ( mã E chức đầu cuối mở rộng) nhấn FUNC hình hiển thị E01 nhấn FUNC để vào phần cài đặt chi tiết E01 ta chọn (1000) lựa chọn nhiều bƣớc ( chọn giá trị X1 biến tần ) nhấn FUNC để lƣu Sau lƣu giá trị lựa chọn hình tự chuyển sang E02 nhấn FUNC để vào phần cài đặt chi tiết E02 ta chọn (1001) lựa chọn nhiều bƣớc ( chọn giá trị X2 biến tần ) nhấn FUNC để lƣu Sau lƣu xong nhấn PRG để quay lại phần chọn mã nhấn để lựa chọn mã C ( mã C chức điều khiển tần số) nhấn FUNC hình hiển thị C01 nhấn để chọn C05 ( C05 đa tần số ) nhấn FUNC để lựa chọn tần số ta lựa chọn 3HZ nhấn FUNC để lƣu Sau lƣu xong giá trị chọn hình chuyển sang C06 nhấn FUNC để lựa chọn tần số ta lựa chọn 5HZ nhấn FUNC để lƣu Sau lƣu nhấn PRG lần để quay hình 4.3 GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN QUA WIN CC VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Nguyên lý hoạt động Điều khiển mở cửa  Khi nhấn REV ngõ vào I0.2 tác động cấp nguồn cho Q0.2, tiếp điểm thƣờng mở Q0.2 PLC đóng lại trì cho ngõ Q0.2 Rơ le (R3) ngõ Q0.2 có điện, tiếp điểm thƣờng mở R3 đóng lại, tác động vào chân biến tần làm cho động quay nghịch, tiếp điểm thƣờng mở Q0.2 đóng lại cấp nguồn cho Q0.0, tiếp điểm thƣờng mở Q0.0 đóng lại trì cho động chạy nghịch với tần số cao ( mở cửa nhanh) Đến gặp cảm biến tiếp điểm thƣờng đóng I0.4 mở ra, chế độ tần số cao bị ngắt, đồng thời tiếp điểm thƣờng mở I0.4 đóng lại cấp nguồn cho Q0.1, thƣờng mở Q0.1 đóng lại trì điện cho ngõ Rơ le ( R2) có điện ngõ Q0.1, tiếp điểm thƣờng mở R2 đóng lại tác động vào chân biến tần làm động chạy nghịch với tần số thấp (mở cửa chậm lại) Đến gặp cảm biến I0.3 tác động làm ngắt điện Q0.1, động dừng ( cửa mở hồn tồn) Điều khiển đóng cửa 24 Đồ án điều khiển tự động  Khi nhấn FWD ngõ vào I0.1 tác động cấp nguồn cho Q0.3, tiếp điểm thƣờng mở Q0.3 PLC đóng lại trì cho ngõ Q0.3 Rơ le (R4) ngõ Q0.3 có điện, tiếp điểm thƣờng mở R4 đóng lại, tác động vào chân biến tần làm cho động quay thuận, tiếp điểm thƣờng mở Q0.3 đóng lại cấp nguồn cho Q0.0, tiếp điểm thƣờng mở Q0.0 đóng lại trì cho động chạy thuận với tần số cao ( đóng cửa nhanh) Đến gặp cảm biến tiếp điểm thƣờng đóng I0.6 mở ra, chế độ tần số cao bị ngắt, đồng thời tiếp điểm thƣờng mở I0.6 đóng lại cấp nguồn cho Q0.1, thƣờng mở Q0.1 đóng lại trì điện cho ngõ Rơ le ( R2) có điện ngõ Q0.1, tiếp điểm thƣờng mở R2 đóng lại tác động vào chân biến tần làm động chạy thuận với tần số thấp (đóng cửa chậm lại) Đến gặp cảm biến I0.5 tác động làm ngắt điện Q0.1, động dừng ( cửa đóng hồn tồn)  Khi cảm biến quang I0.7 nhận đƣợc tín hiệu tác động cửa đóng dừng lại lặp tức cửa mở Khi gặp sợ cố  Nhấn ESTOP tác động vào chân I0.0 , tiếp điểm thƣờng đóng I0.0 mở làm ngắt nguồn chế độ, dừng khẩn cấp  CB bảo vệ tải 25 Đồ án điều khiển tự động Hình 4.1 Cửa thang máy mô Wincc V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1/ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.1 Kết đồ án làm đƣợc  Đã phục hồi đƣợc mơ hình cửa thang máy  Ứng dụng đƣợc vào thực tế  Biết cách cài đặt biến tần, có thêm nhiều kiến thức thang máy sau áp dụng vào công việc tốt 1.2 Hạn chế đồ án  Vì mơ hình phục hồi nên phần khí độ xác cịn chƣa chuẩn nhƣ thơng số nhà sản xuất  Gặp hạn chế việc tìm hiểu cảm biến 26 Đồ án điều khiển tự động 1.3 Kiến nghị  Cần có nhiều thời gian tài liệu để tìm hiểu thêm nhiều phần khí để mơ hình trở nên hồn chỉnh 2/ HƢỚNG PHÁT TRIỂN  Nên áp dụng vào giảng dạy thực hành môn thiết kế tủ điều khiển  Khắc phục hạn chế vƣớng phải 27 Đồ án điều khiển tự động TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] PLC S7-1200 Tác giả Trần Văn Hiếu Tài liệu tham khảo từ Internet [1] Catalog biến tần Fuji frenic mini 28 ... output………….…………………………………………………….….15 Hình chƣơng Hình Hình ảnh cửa thang máy? ??………………………………………… …….… 16 Hình Hình ảnh cửa thang máy lắp đặt …………………………….…… ….17 Hình 3.3 Hình ảnh mơ hình cửa thang máy hồn thành……………… ……………… 18 Hình. .. mơ hình phục hồi cửa thang máy Cánh cửa trƣớc đƣợc lắp đặt Hình Hình ảnh cửa thang máy 17 Đồ án điều khiển tự động Cửa đƣợc lắp vào khung buồng thang máy Hình Hình ảnh cửa thang máy lắp đặt 18... MƠ HÌNH PHỤC HỒI THANG MÁY 22 Đồ án điều khiển tự động CÁCH CÀI BIẾN TẦN CHO MƠ HÌNH PHỤC HỒI CỬA THANG MÁY Đầu tiên cấp nguồn cho biến tần sau biến tần có nguồn nhấn nút PRG để chọn mã sau hình