Thang máy có nhiều loại khác nhau như: thang máy chở hành khách, chở hàng hóa, kết hợp vừa chở hành khách vừa chở hàng hóa. Thang máy có dung lượng nhẹ, trung bình, đặc biệt nặng. Thang máy chạy chậm, chạy trung bình, chạy nhanh. Thang máy có cơ cấu truyền động đặt ở trên khung, đặt ở dưới khung. Thang máy có hệ thống điện một chiều, xoay chiêu. Thang máy có bộ phận phát động động cơ là có bánh răng, không có bánh răng…có bộ phận dẫn động dây cáp là tang quay hay puly ma sát. Thang máy có cách truyền cáp trên puly ma sát lá quấn nửa hay quấn đầy. Thang máy có cách thức vận hành bằng tay, nút bấm, tín hiệu, kết hợp (kép). Thang máy có tỉ số giữa tốc độ động cơ và tốc độ buồng thang là 1:1 (trực tiếp), giảm nhỏ, giảm nhỏ nhiều lần. Thang máy có tải trọng cân bằng là đối trọng hay tải trọng bù.
I.GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VÀ CÁC YÊU CẦU TRANG BỊ ĐIỆN VỀ THANG MÁY GIỚI THIỆU THANG MÁY: 1.1 khái niệm: Thang máy máy nâng thiết bị vận tải dùng để vận chuyển hàng hoá người theo phương thẳng đứng Thang máy lắp đặt nhà cao tầng, khách sạn, siêu thị, cơng sở, bệnh viện v.v…, cịn máy nâng thường lắp đặt giếng khai thác mỏ hầm lò, nhà máy sàng tuyển quặng Hình: Dáng tổng thể thang máy Phụ tải thang máy thay đổi phạm vi rộng, phụ thuộc vào lượng hành khách lại ngày đêm hướng vận chuyển hành khách Ví dụ thang máy lắp đặt nhà hành chính; buổi sáng đầu làm việc, hành khách nhiều theo chiều nâng, buổi chiều, cuối làm việc lượng hành khách nhiều theo chiều xuống Bởi thiết kế thang máy, phải tính cho phụ tải “xung” cực đại Lưu lượng khách thang máy thời điểm cao tính thời gian phút, tính theo biểu thức sau: Trong đó: A - tổng số người làm việc nhà N - số tầng nhà a - số tầng mà người làm việc không sử dụng thang máy (thường lấy a=2) i/100 - số cường độ vận chuyển hành, đặc trưng cho số lượng khách lên xuống thời gian 5’ 1.2 Phân loại: Thang máy có nhiều loại khác như: thang máy chở hành khách, chở hàng hóa, kết hợp vừa chở hành khách vừa chở hàng hóa Thang máy có dung lượng nhẹ, trung bình, đặc biệt nặng Thang máy chạy chậm, chạy trung bình, chạy nhanh Thang máy có cấu truyền động đặt khung, đặt khung Thang máy có hệ thống điện chiều, xoay chiêu Thang máy có phận phát động động có bánh răng, khơng có bánh răng…có phận dẫn động dây cáp tang quay hay puly ma sát Thang máy có cách truyền cáp puly ma sát quấn nửa hay quấn đầy Thang máy có cách thức vận hành tay, nút bấm, tín hiệu, kết hợp (kép) Thang máy có tỉ số tốc độ động tốc độ buồng thang 1:1 (trực tiếp), giảm nhỏ, giảm nhỏ nhiều lần Thang máy có tải trọng cân đối trọng hay tải trọng bù CẤU TẠO THANG MÁY: Mặc dầu thang máy máy nâng có kết cấu đa dạng trang thiết bị thang máy máy nâng gồm có: buồng thang, tời nâng, cáp treo buồng thang, đối trọng, động truyền động, phanh hãm điện từ thiết bị điều khiển Tất thiết bị thang máy bố trí giếng buồng thang (khoảng không gian từ trần tầng cao đến mức sâu tầng 1), buồng máy (trên trần tầng cao nhất) hố buồng thang (dưới mức sàn tầng): Các thiết bị thang máy gồm: động điện; Puli; Cáp treo; Bộ phận hạn chế tốc độ; Buồng thang; Thanh dẫn hướng; Hệ thống đối trọng; Trụ cố định; Puli dẫn hướng; 10.Cáp liên động; 11.Cáp cấp điện; 12.Động đóng, mở cửa buồng thang Thiết bị lắp buồng máy + Cơ cấu nâng Trong buồng máy lắp hệ thống tời nâng - hạ buồng thang 1(cơ cấu nâng) tạo lực kéo chuyển động buồng thang đối trọng Cơ cấu nâng gồm có phận: phận kéo cáp (puli tang quấn cáp), hộp giảm tốc, phanh hãm điện từ động truyền động Tất phận lắp đế thép Trong thang máy thường dùng hai cấu nâng: Cơ cấu nâng có hộp tốc độ Cơ cấu nâng khơng có hộp tốc độ Cơ cấu nâng khơng có hộp tốc độ thường sử dụng thang máy tốc độ cao + Tủ điện: tủ điện lắp ráp cầu dao tổng, cầu chì loại, công tắc tơ rơle trung gian + Puli dẫn hướng + Bộ phận hạn chế tốc độ làm việc phối hợp với phanh bảo hiểm cáp liên động 10 để hạn chế tốc độ di chuyển buồng thang a) Cơ cấu nâng có hộp tốc độ; b) Cơ cấu nâng khơng có hộp tốc độ Động truyền động; Phanh hãm điện từ; Hộp tốc độ; Bộ phận kéo cáp b) Thiết bị lắp giếng thang máy + Buồng thang: trình làm việc, buồng thang (h.9-3) di chuyển giếng thang máy dọc theo dẫn hướng Trên buồng thang có lắp đặt bảo hiểm, động truyền động đóng - mở cửa buồng thang 12 Trong buồng thang lắp đặt hệ thống nút bấm điều khiển, hệ thống đèn báo, đèn chiếu sáng buồng thang, công tắc liên động với sàn buồng thang điện thoại liên lạc với bên trường hợp thang điện Cung cấp điện cho buồng thang dây cáp mềm 11 + Hệ thống cáp treo hệ thống cáp hai nhánh đầu nối với buồng thang đầu lại nối với đối trọng với puli dẫn hướng + Trong giếng thang máy lắp đặt cảm biến vị trí dùng để chuyển đổi tốc độ động cơ, dừng buồng thang tầng hạn chế hành trình nâng - hạ thang máy c) Thiết bị lắp đặt hố giếng thang máy Trong hố giếng thang máy lắp đặt hệ thống giảm xóc hệ thống giảm xóc giảm xóc thuỷ lực tránh va đập buồng thang đối trọng xuống sàn giếng thang máy trường hợp cơng tắc hành trình hạn chế hành trình xuống bị cố (không hoạt động) TRANG BỊ ĐIỆN VÀ CÁC YÊU CẦU VỀ TRANG BỊ ĐIỆN THANG MÁY: 3.1 Phạm vi sử dụng Ngày lĩnh vực ngành kinh tế quốc dân vai trò dùng điện công nghiệp ngày chiếm vị trí quan trọng Nó sở cho việc khí hóa tự động hóa máy móc ngành kinh tế Ứng dụng truyền động điện có ý nghĩa lớn q trình cơng nghệ ngày xác phức tạp, đến suất sử dụng máy đến việc giải phóng sức người Thang máy sử dụng ngành sản xuất để giải cơng việc vận chuyển hàng hóa khách hàng Chúng thiết bị động lực chủ yếu xí nghiệp máy nâng hầm mỏ để chở người nhà cao tầng 3.2 Các chuyển động máy Ta khái quát hóa chuyển động máy thành hai loại: Chuyển động chuyển động phụ Chuyển động chuyển động có liên quan đến việc chuyển dời tải trọng Nó chuyển động tính tiến theo phương thẳng đứng (như buồng thang máy), theo phương nằm nghiêng (như thang nghiêng đường hầm) Các chuyển động phụ không liên quan trực tiếp đến tải trọng, ví dụ chuyển động đóng mở buồng thang thang máy Chúng định thời gian phụ trình làm việc nghĩa có ảnh hưởng đến suất máy 3.3 Tải trọng gia tốc Phụ tải cấu chuyển động gồm hai thành phần chính: Tải trọng trọng lượng thân phận chuyển động Trong nhiều trường hợp, thành phần thứ hai lớn Ở máy nâng, để giảm ảnh hưởng trọng lượng thân buồng máy thường người ta dùng đối trọng Trọng lượng đối trọng chọn: Gđt = G0 + Gđm.a Trong đó: G0, Gđm: Trọng lượng buồng máy trọng tải định mức a : Gia tốc thang máy Hầu hết thang máy có yêu cầu hạn chế gia tốc, với nguyên nhân khác máy chở người, gia tốc cho phép quy định theo cảm giác hành khách Đối với thang máy trị số khoảng 3m/s2, máy nâng thẳng đứng hầm m3 0.75m/s2 3.4 Đặc tính thơng số thang máy Dựa vào đặc điểm, tính chất, thang máy chia loại sau: Thang máy chở khách kèm theo hành lý chuyên chở vật gia dụng nhà cao tầng, công sở, siêu thị trường học Thang máy dùng bệnh viện, dùng chuyên chở bệnh nhân băng ca có nhân viên y tế kèm Thang máy máy nâng tuỳ thuộc vào tốc độ di chuyển buồng thang phân loại sau: - Thang máy tốc độ thấp: v ≤ 0,5m/s - Thang máy tốc độ trung bình: 0,75 < v < 1,5m/s thường dùng cho nhà có số tầng từ (6 ÷ 12) tầng - Thang máy tốc độ cao: 2,5 < v < 3,5m/s thường dùng cho nhà có số tầng mt > 16 - Thang máy có tốc độ cao (siêu cao) v = 5m/s thường dùng cho tháp cao tầng 3.5 Hướng phát triển việc trang bị điện Yêu cầu điện khí hố tự động hố ngày cao việc trang bị điện cho thang máy phức tạp Những phương pháp mà ta thường thấy hệ thống tiếp điểm Ngày quy mô sản xuất, yêu cầu công nghệ c4ng thêm phức tạp, bên cạnh hệ thống điều khiển thường dùng nó, người ta dùng loại điều khiển khác như: Hệ thống không tiếp điểm ứng dụng phần tử logic, thiết bị điện tử bán dẫn hệ thống điều khiển, dùng máy tính nơi với thiết bị ngoại vi để điều khiển 3.6 Đặc điểm trang bị điện thang máy 3.6.1 Điện áp Động phải có điện áp phù hợp với điện áp lưới Các cấp điện áp động xoay chiều định mức 127/220V, 220/380V, 380V, 500V, 3000V…và động điện chiều 220V, 440V Khi chọn động xoay chiều không đồng đồng bộ, cần ý đến khả sụt áp lưới 3.6.2 Động điện Động điện phần tử quan trọng máy thang, cung cấp cho việc di chuyển buồng thang Động nối với puly ma sát có hộp giảm tốc khơng có hộp giảm tốc Đối với thang máy chở khách hầu hết có hộp giảm tốc Động sử dụng có tốc độ định mức khoảng 600 ¸ 1200 vịng/phút Người ta dùng động DC động AC để truyền động 3.6.3 Chế độ làm việc Động truyền động cấu thang máy làm việc với phụ tải ngắn hạn lập lại, mở máy hãm máy nhiều Các động ngắn hạn lập lại sản xuất chủ yếu với trị số định mức ĐM% = 15%, 25%, 30%…(theo tiêu chuẩn Liên Xơ cũ) Ngồi người ta cịn chế tạo động có số định mức ĐM% = 40% để dùng cho thiết bị làm việc nặng nề 3.6.4 Môi trường làm việc Để đáp ứng điều kiện môi trường làm việc, người ta chế tạo đơng theo kiểu: hở, bảo vệ, kín, chịu nổ Việc sử dụng động cho môi trường lập bảng sau: Môi trường Kiểu động Khô ráo, không bụi, bẩn, cháy Hở Khô ráo, khơng bụi, có vật rắn rơi Bảo vệ, hở, có lưới phụ che Có bụi ẩm Kín Ngồi trời Kín bảo vệ chống mưa Nóng ẩm Kín Rất ẩm ăn mịn Kín có quạt có cách điện chống ăn mịn Có hỗn hợp khí nổ Chịu nổ 3.6.5 Hình thức lắp ghép Để thuận tiện lắp ghép để đặt động gần phận chấp hành, người ta chế tạo loại động có bệ Động có bệ đặt theo phương ngang loại thông dụng 3.7 Yêu cầu trang bị điện thang máy Thiết bị thang máy thiết bị treo số yêu cầu an toàn phải tuân thủ cách tuyệt đối 3.7.1 Yêu cầu vấn đề an toàn Chọn thang máy phải bào đảm chúng làm việc an toàn chế độ nặng nề Phải tuân thủ quy chế dùng thiết bị điện điện áp xoay chiều không vượt 500V chiều không 440V Điện áp chiếu sáng sửa chữa không 36V Ở nơi gây nổ, đường dây cung cấp điện phải tránh việc tiếp xúc với phần dây trần phải dùng dây cáp mềm để dẫn điện Các thiết bị thang máy phải đảm bảo làm việc an toàn điện áp 85% định mức Các thiết bị bảo vệ điện phải làm việc rõ ràng, dứt khoát Phải dùng áp tơ mát, role dịng điện, phanh hãm điện từ công tắc cực hạn Khi điện phanh hãm phải dừng truyền động trạng Phải bảo đảm an tồn cho người cần có đèn tín hiệu, chuông báo trạng thái vận hành thang, sàng phải lót đệm cao su… Chú ý đến phận giảm chấn đệm dầu để xử lý tình sớm nhấ thang rơi tự Hệ thống điều khiển phải dừng thang cửa buồng thang cửa khoang hầm mở 3.7.2 Yêu cầu việc vận hành thiết kế Gia tốc thời gian khởi động không vượt trị số cho phép Khi nâng tải phải ý đến khử độ võng dây cáp để tránh xung lực gây hư hỏng đứt dây…tạo thoải mái cho hành khách Nắm yêu cầu riêng loại thang máy 3.7.3 Yêu cầu độ tin cậy đơn giản Số lượng bé máy điện, thiết bị, khí cụ, số lượng bé phần tử hợp thành chúng Ứng dụng thiết bị khí cụ đơn giản nhất, kiểu loại Số lượng chiều dài dây nối bé Sử dụng khí cụ hỏng hóc nhất, độ bền, số lần đóng mở cao Đặc tính thơng số khí cụ, thiết bị thay đổi theo thời gian môi trường Nguyên lý tác động sơ đồ đắn, sơ đồ đơn giản, sử dụng hợp lý liên động điện cơ, việc lắp ráp hồn hảo Tính chất minh bạch, đại thiết bị bảo vệ tránh chế độ làm việc xấu ngăn ngừa chúng xãy Hệ thống điện tin cậy không tạo cố trường hợp người điều khiển sai quy tắc hư hỏng khâu, hay thiết bị sơ đồ Hiện nay, người ta có khuynh hướng chế tạo sơ đồ khối đơn giản nhiều lắp ráp sửa chữa 3.7.4 Yêu cầu kinh tế Vốn đầu tư, chi phí vận hành, sửa chữa Sử dụng thiết bị điện hợp lý Máy làm việc có suất cao chọn hệ thống truyền động thích hợp CHƯƠNG II: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN Gioi thiệu phần mềm TIA PORTAL CPU S7 1200 2.1 Phần mềm TIA PORTAL Siemens giới thiệu phần mềm tự động hóa công nghiệp sử dụng chung môi trường, phần mềm cho tất tác vụ tự động hóa, gọi Totally Integrated Automation Portal(TIAPortal) Phần mềm lập trình giúp người sử dụng phát triển, tích hợp hệ thống tự động hóa cách nhanh chóng, giảm thiểu thời gian việc tích hợp, xây dựng ứng dụng từ phần mềm riêng rẽ Được thiết kế với giao diện thân thiện người sử dụng, TIA Portal thích hợp cho người lẫn người nhiều kinh nghiệm lập trình tự động hóa Là phần mềm sở cho phần mềm dùng để lập trình, cấu hình, tích hợp thiết bị dải sản phẩm Tích hợp tự động hóa tồn diện (TIA) Siemens Ví dụ phầm mềm Simatic Step để lập trình điều khiển Simatic, Simatic WinCC để cấu hình hình HMI chạy Scada máy tính Để thiết kế TIA portal, Siemens nghiên cứu nhiều phần mềm ứng dụng điển hình tự động hóa qua nhiều năm, nhằm mục đích hiểu rõ nhu cầu khách hàng tồn giới Là phần mềm sở để tích hợp phần mềm lập trình Siemens lại với nhau, TIA Portal giúp cho phần mềm chia sở liệu, tạo nên thống giao diện tính tồn vẹn cho ứng dụng Ví dụ, tất thiết bị mạng truyền thơng cấu hình cửa sổ Hướng ứng dụng, khái niệm thư viện, quản lý liệu, lưu trữ dự án, chẩn đốn lỗi, tính online đặc điểm có ích cho người sử dụng sử dụng chung sở liệu Tất khiển PLC, hình HMI, truyền động Siemens lập trình, cấu hình TIA portal Việc giúp giảm thời gian, công sức việc thiết lập truyền thông thiết bị này.Ví dụ người sử dụng sửdụng tính “kéo thả’ biến chương trình điều khiển PLC vào hình chương trình HMI Biến gán vào chương trình HMI kết nối PLC – HMI tự động thiết lập, không cần cấu hình thêm Phần mềm Simatic Step 7, tích hợp TIA Portal, để lập trình cho S7-1200, S7-300, S7-400 hệ thống tự động PC-based Simatic WinAC Simatic Step chia thành module khác nhau, tùy theo nhu cầu người sử dụng Simatic Step hỗ trợ tính chuyển đổi chương trình PLC, HMI sử dụng sang chương trình TIA Portal Phần mềm Simatic WinCC, tích hợp TIA Portal, dùng để cấu hình cho hình TP MP tại, hình Comfort, để giám sát điều khiển hệ thống máy tính (SCADA) Ưu điểm: tích hợp tất phần mềm, giao diện, tạo quán việc cấu hình hệ thống Nhược điểm: dung lượng phần mềm lớn, yêu cầu cấu hình máy tính cao, ban đầu khó làm quen người học Các gói phần mềm có TIA Portal: SIMATIC STEP7 Professional SIMATIC STEP7 PLCSIM: dùng để lập trình mơ PLC S7-1200, S7-1500, S7-300, S7-400, SIMATIC WinCC Professional: Lập trình giao diện HMI giao diện SCADA SIMATIC Start Driver: Cấu hình biến tần Bộ điều khiển PLC S7 – 1200 sử dụng với linh hoạt khả mở rộng phù hợp hệ thống tự động hóa nhỏ vừa tương ứng với người dùng cần Thiết kế nhỏ gọn, cấu hình linh động, hỗ trợ mạnh mẽ tập lệnh làm cho PLC S7-1200 trở thành giải pháp hoàn hảo việc điều khiển, chọn lựa phù hợp nhiều ứng dụng khác Để làm rõ vấn đề muốn nói tới, ta sử dụng hình ảnh sau để minh họa chi tiết vị trí, vài trò PLC S7 – 1200 Siemens đưa CPU S7 – 1200 kết hợp với vi xử lý, nguồn tích hợp, tín hiệu đầu vào/ra, thiết kế theo tảng Profinet, đếm/phát xung tốc độ cao tích hợp thân, điều khiển vị trí (motion control), ngõ vào Analog làm cho PLC S7 – 1200 trở thành điều khiển nhỏ gọn mạnh mẽ Sau download chương trình xuống CPU lưu giữ logic cần thiết để theo dõi kiểm sốt thiết bị/thơng tin ứng dụng người lập trình CPU giám sát ngõ vào thay đổi ngõ theo logic chương trình người dùng bao gồm phép toán logic đại số Boolean, đếm, định thì, phép tốn phức tạp, giao tiếp truyền thông với thiết bị thông minh khác PLC S7 – 1200 tích hợp sẵn cổng Profinet để truyền thơng mạng Profinet Ngồi ra, PLC S7 – 1200 truyền thơng Profibus, RS485 RS232 thơng qua module mở rộng Hình 1.2 Hình ảnh PLC S7-1200 3.3 Chương trình Tín hiệu đầu vào Tín hiệu đầu Khối OB1: Chương trình main: Network 1,2,3 : Gọi thang máy đến tầng 1,2,3 Network Network Network Network 4,5: Lưu vị trí cao thấp thang cần đến Network 4: Vị trí cao thang cần đến Network 5: Vị trí thấp thang cần đến Network 6,7,8: Thang máy lên xuống Network 6,7: thang máy lên Network8: Thang máy xuống Network 9,10,11,12: Kích hoạt hệ thống mở cửa, đóng cửa Network 9,10: Kích hoạt mở cưa Network 11,12: Kích hoạt đóng cửa Network 13: chiều động cửa Network 14,15,16: Vị trí thang Network 17:Đảo chiều ưu tiên khơng có kiện thang Network 18: Chạy điện lưới – UPS Network 19,20:Wincc Network 21,22,23: 3.4 Chạy mô hệ thống 3.4.1 Thiết kế giao diện điều khiển Hình: giao diện mơ hệ thống thang máy tầng 3.4.2 Chạy mô hệ thống Chọn start simulation bật PLC SIM => chương trình chọn dowload to deviced 3.4.3 Chạy giao diện WinCC HMI_RT_1 => Start simulation Tầng hoạt động Tầng hoạt động => động báo tín hiệu xanh Tầng hoạt động Như , sau hai tháng nhận thực tập lớn môn học với đề “mô hệ thống thang máy tầng” chúng em hồn thành Cùng với nỗ lực nhóm, đặc biệt với hướng dẫn tận tình giảng viên Phạm Thị Hương Sen chúng em hoàn thành cách tương đối yêu cầu mà đề tài đặt Nhưng bên cạnh thời gian thực đề tài, với trình độ kiến thức có hạn nên khơng tránh khỏi sai sót Do chúng em mong nhận ý kiến đóng góp cô giáo để tập chúng em ngày hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn ... nhỏ nhiều lần Thang máy có tải trọng cân đối trọng hay tải trọng bù CẤU TẠO THANG MÁY: Mặc dầu thang máy máy nâng có kết cấu đa dạng trang thiết bị thang máy máy nâng gồm có: buồng thang, tời nâng,... PHỎNG HỆ THỐNG 3. 1 Yêu cầu công nghệ thang máy tầng Thuật toán nguyên lý thang máy hoạt động với cấu tầng Có chê độ ưu tiên theo hướng di chuyển thang máy Hành khách ấn nút gọi tầng đợi cabin:... thống 3. 4.1 Thiết kế giao diện điều khiển Hình: giao diện mơ hệ thống thang máy tầng 3. 4.2 Chạy mô hệ thống Chọn start simulation bật PLC SIM => chương trình chọn dowload to deviced 3. 4 .3 Chạy