Thiết kế, mô hình thang máy chở người 5 tầng sử dụng plc s7 300

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: THIẾT KẾ MƠ HÌNH THANG MÁY CHỞ NGƯỜI TẦNG SỬ DỤNG PLC S7-300 Người hướng dẫn: ThS LÊ VĂN CHƯƠNG Sinh viên thực hiện: LÊ HUY ĐOÀN MSSV: 135D5202160062 Lớp: 54K2 - KTĐK&TĐH NGHỆ AN, 2018 MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH iii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THANG MÁY 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Khái niệm chung thang máy 1.1.2 Phân loại thang máy 1.2 Cấu trúc hệ thống thang máy 1.3 Yêu cầu truyền động hệ thống thang máy 10 1.3.1 Tín hiệu hố cho hệ thống điều khiển thang máy 11 1.3.2 Chọn phương án truyền động cho thang máy 11 Chương TỔNG QUAN VỀ PLC S7-300 12 2.1 Lịch sử phát triển PLC 12 2.2 Vai trò PLC 13 2.3 Ưu việc dùng PLC tự động hoá 13 2.4 Phần cứng PLC S7-300 13 2.4.1 Sơ đồ cấu trúc 14 2.4.2 Mở rộng vào cho PLC 21 2.4.3 Cú pháp hệ lệnh S7-300 24 2.5 Vịng qt chương trình 26 2.6 Trao đổi liệu CPU module mở rộng 26 Chương THIẾT KẾ,CHẾ TẠO MƠ HÌNH THANG MÁY CHỞ NGƯỜI TẦNG SỬ DỤNG PLS S7-300 29 3.1 Yêu cầu thiết kế 29 3.2 Thiết kế sơ đồ điều khiển 30 3.3 Thiết kế sơ đồ nguyên lí 30 3.3.1 Bộ điều khiển 30 i 3.3.2 Biến tần 30 3.3.3 Động 30 3.3.4 Cơng tắc hành trình 30 3.3.5 Phím bấm 31 3.4 Lập trình phần mềm điều khiển 31 3.4.1 Thuật toán điều khiển 31 3.4.2 Bảng phân công vào 31 3.4.3 Chương trình điều khiển 32 3.4.4 Thử nghiệm phần phần mềm step 39 3.5 Chế tạo, thử nghiệm 40 KẾT LUẬN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 ii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hình ảnh thang máy Hình 1.2 Biến tần Hình 1.3 Điều khiển trực tiếp mơmen Hình 1.4 Động 10 Hình 2.1 Cấu trúc PLC 14 Hình 2.2 Sơ đồ cấ u trúc bên PLC 15 Hình 2.3 CPU 224 họ S7-300 SIEMENS 16 Hình 2.4 Sơ đồ mạch giao tiếp CPU 224 AC/DC/RLY với sensor cấu chấp hành 18 Hình 2.5 Sơ đồ mạch giao tiếp CPU 224/DC/DC/DC với CTHT cấu chấp hành 18 Hình 2.6 Kết nối PC với S7-300 cáp PC/PPI 19 Hình 2.7 Sơ đồ chân cổng truyền thông RS 485 21 Hình 2.8 Modul mở rộng PLC 21 Hình 2.9 Nguyên lý trao đổi liệu CPU module mở rộng 27 Hình 3.1 Sơ điều khiển thang máy 30 Hình 3.2 Sơ đồ thuật toán điều khiển 31 iii MỞ ĐẦU Ngày nay, kinh tế nước ta đà phát triển mạnh mẽ đời sống người dân nâng cao Nhu cầu sử dụng thang máy cho tòa nhà cao tầng để vận chuyển người hàng hóa ngày tăng Đây hội thách thức cho kỹ sư tự động hóa Được bảo hướng dẫn nhiệt tình thầy cô giáo Viện Kỹ thuật Công nghệ trường Đại học Vinh đặc biệt Th.S Lê Văn Chương, em hoàn thành đề tài tốt nghiệp “Thiết kế, chế tạo mơ hình chở người cho tồn nhà tầng sử dụng PLC S7-300” thời hạn Đồ án tốt nghiệp gồm chương: - Chương Tổng quan hệ thống thang máy - Chương Tổng quan PLC S7-300 - Chương Thiết kế chế tạo mơ hình thang máy chở người tầng sử dụng PLC S7-300 Do thời gian làm đồ án có hạn trình độ cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong đóng góp thầy bạn để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Nghệ An,ngày 20 tháng năm 2018 Sinh viên thực Lê Huy Đồn TĨM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án nghiên cứu thiết kế mơ hình thang máy cho tòa nhà tầng sử dụng PLC đáp ứng nhu cầu cần thiết cho việc vận chuyển người hàng hóa khu nhà cao tầng Hệ thống ổn định tương đối xác có nhiều ứng dụng thực tế ABSTRACT The research design project of elevator model for 5-storey building using PLC to meet the need for transportation of people and goods in high buildings The system is stable and relatively accurate and has many practical applications Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THANG MÁY 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Khái niệm chung thang máy Thang máy thiết bị chuyên dùng để vận chuyển người, hàng hoá, vật liệu v.v theo phương thẳng đứng nghiêng góc nhỏ 15 so với phương thẳng đứng theo tuyến định sẵn Thang máy thường dùng khách sạn, công sở, chung cư, bệnh viện, đài quan sát, tháp truyền hình, nhà máy, công xưởng v.v Đặc điểm vận chuyển thang máy so với phương tiện vận chuyển khác thời gian chu kỳ vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn, đóng mở máy liên tục Ngồi ý nghĩa vận chuyển, thang máy cịn yếu tố làm tăng vẻ đẹp tiện nghi cơng trình Nhiều quốc gia giới quy định, nhà cao tầng trở lên phải trang bị thang máy để đảm bảo cho người lại thuận tiện, tiết kiệm thời gian tăng suất lao động Giá thành thang máy trang bị cho cơng trình so với tổng giá thành cơng trình chiếm khoảng 6% đến 7% hợp lý Đối với cơng trình đặc biệt bệnh viện, nhà máy, khách sạn v.v nhiên số tầng nhỏ yêu cầu phục vụ phải trang bị thang máy Với nhà nhiều tầng có chiều cao lớn việc trang bị thang máy bắt buộc để phục vụ việc lại nhà Nếu vấn đề vận chuyển người tồ nhà khơng giải dự án xây dựng tồ nhà cao tầng không thành thực Thang máy thiết bị vận chuyển địi hỏi tính an tồn nghiêm ngặt, liên quan trực tiếp đến tài sản tính mạng người Vì vậy, yêu cầu 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 quy định tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm Hình 1.1 Hình ảnh thang máy Thang máy có cabin đẹp, sang trọng, thơng thống, êm dịu chưa đủ điều kiện để đưa vào sử dụng mà phải có đầy đủ thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy như: Điện chiếu sáng dự phòng điện, điện thoại nội (Interphone), chng báo, hãm bảo hiểm, an tồn cabin (đối trọng), cơng tắc an tồn cabin, khóa an toàn cửa tầng, cứu hộ điện nguồn Việc lựa chọn thang máy không đơn xem xét vấn đề kỹ thuật mà phải xem xét vấn đề kinh tế Tất nhiên thang máy có tải định mức lớn, tốc độ định mức cao, hệ điều khiển đại tạo điều kiện thuận lợi cho người sử dụng, rút ngắn thời gian chờ đợi, lại địi hỏi vốn đầu tư lớn hơn, diện tích chiếm chổ lớn hơn, đồng thời tăng chi phí xây dựng… Như điều kiện thuận lợi cho khách hàng tỷ lệ nghịch với vốn đầu tư Quá trình lựa chọn thang máy trình xác định số thang, tính kỹ thuật thang (tải, tốc độ định mức, phương pháp điều khiển ), kích thước thang vị trí đặt thang phù hợp với đặc điểm mục đích sử dụng tòa nhà với vốn đầu tư chấp nhận 1.1.2 Phân loại thang máy Thang máy thiết kế chế tạo đa dạng, với nhiều kiểu nhiều loại khác để phù hợp với mục đích sử dụng loại cơng trình Có thể phân loại thang máy theo ngun tắc đặc điểm sau: 1.1.2.1 Phân loại theo chức • Thang máy chở người: (Gia tốc cho phép tùy theo cảm giác hành khách a 2000 kG 1.1.2.4 Phân loại theo vị trí đặt kéo tời • Thang máy có kéo tời đặt giếng thang • Thang máy có kéo tời đặt giếng thang 1.2 Cấu trúc hệ thống thang máy Thang máy có nhiều kiểu,nhiều dạng nhìn chung chúng có phận sau: - Cabin: thiết bị đê vận chuyển người hay hàng hóa - Đối trọng: Là phận giữ vai trò thăng với cabin, di chuyển truyền lực để cabin đối trọng hoạt động - Cáp nâng: Là hệ thống truyền lực từ cabin đối trọng - Mạch động lực, mạch điều khiển: Có vai trị quan trọng hệ thống điều khiển thang máy Chúng trung tâm cảu hệ thống 1.2.2.1 Các tín hiệu hiển thị Dùng led đoạn hiển thị vị trí cabin, Khi cabin tầng led đoạn hiển thị vị trí tương ứng 3.3.5 Phím bấm - Gồm nút nhấn gọi tầng bên mặt nút nhấn chọn tầng muốn đến với nút RUN 3.4 Lập trình phần mềm điều khiển 3.4.1 Thuật tốn điều khiển Hình 3.2 Sơ đồ thuật tốn điều khiển 3.4.2 Bảng phân cơng vào Chương trình thang máy cần 21 đầu vào đầu 31 3.4.3 Chương trình điều khiển 32 33 34 35 36 37 38 3.4.4 Thử nghiệm phần phần mềm step Để mơ chương trình điều khiển thang máy ta dùng phần mềm S7-300 Simulator Giao diện chạy chương trình chạy mơ 39 3.5 Chế tạo, thử nghiệm 40 41 42 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu làm việc nghiêm túc với nỗ lực thân hướng dẫn thầy cô giáo Viện Kỹ thuật Công nghệ Đặc biệt giúp đỡ bảo tận tình thầy Lê Văn Chương giúp em hồn thành đề tài: Thiết kế, chế tạo mơ hình thang máy chở người tầng sử dụng PLC S7-300 Sau thời gian hồn thành đồ án chúng tìm hiểu nắm rõ PLC cách ứng dụng Tuy nhiên kiến thức, kinh nghiệm cịn hạn chế thời gian có hạn nên đồ án số vấn đề chưa giải triệt để Vì chúng em mong đóng góp bảo thầy giáo bạn để đồ án hoàn thiện 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đặng Văn Đào - Lê Văn Doanh, Kĩ thuật điện tử, NXB Khoa học kĩ thuật [2] PGS TS Vũ Liêm Chính (chủ biên) - TS Phạm Quang Dũng - ThS Hoa Văn Ngũ, Thang máy cấu tạo - lựa chọn - lắp đặt sử dụng, NXB Khoa học kĩ thuật [3] TS Nguyễn Bê, Giáo trình điện cơng nghiệp, Đại học Bách khoa Đà Nẵng [4] Th.S Lâm Tăng Đức - KS Nguyễn Kim Ánh, Giáo trình mơn học điều khiển logic, Đại học Bách khoa Đà Nẵng [5] Tiêu chuẩn Việt Nam, Tiêu chuẩn an toàn cấu tạo lắp đặt sử dụng thang máy, NXB Xây dựng 44 ... ? ?Thiết kế, chế tạo mơ hình chở người cho tồn nhà tầng sử dụng PLC S7- 300? ?? thời hạn Đồ án tốt nghiệp gồm chương: - Chương Tổng quan hệ thống thang máy - Chương Tổng quan PLC S7- 300 - Chương Thiết. .. Chương giúp em hoàn thành đề tài: Thiết kế, chế tạo mơ hình thang máy chở người tầng sử dụng PLC S7- 300 Sau thời gian hồn thành đồ án chúng tìm hiểu nắm rõ PLC cách ứng dụng Tuy nhiên kiến thức, kinh... trình ứng dụng truy nhập trực tiếp module DI/DO mở rộng để có giá trị tức thời cổng mà không cần thông qua đệm I Q 28 Chương THIẾT KẾ,CHẾ TẠO MÔ HÌNH THANG MÁY CHỞ NGƯỜI TẦNG SỬ DỤNG PLS S7- 300 3.1