Ứng dụng truyền thông CClink trong thiết kế điều khiển hệ thống thang máy sử dụng PLC . Tổng quan về thang máy, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thang máy. Điều khiển biến tần Yaskawa J1000. Động cơ SPG S9I40GSLE. Module CClink FX3U16CCLM. PLC FX5U. Truyền thông CClink
Mục lục MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ III DANH MỤC BẢNG BIỂU IV LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 1.1 Giới thiệu thang máy 1.1.1 Khái niệm thang máy 1.1.2 Phân loại thang máy 1.2 Cấu tạo chung nguyên lý hoạt động thang máy 1.2.1 Cấu tạo chung 1.2.2 Nguyên lý hoạt động 1.3 Cấu trúc khí thang máy 1.3.1 Tổng thể khí thang máy 1.3.2 Thiết bị lắp đặt buồng máy 1.3.3 Thiết bị lắp giếng thang máy 1.3.4 Thiết bị lắp đặt hố giếng thang máy 1.3.5 Các thiết bị cố định giếng thang 1.3.6 Cabin thiết bị liên quan 1.3.7 Hệ thống cân thang máy 11 1.3.8 Thiết bị an tồn khí 12 1.3.9 Cảm biến vị trí 13 1.4 Đặc điểm truyền động thang máy 13 1.4.1 Yêu cầu truyền động 14 1.4.2 Yêu cầu công nghệ 14 CHƯƠNG II: NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 15 2.1 Nguyên lý điều khiển 15 2.1.1 Điều khiển dừng xác vị trí tầng 15 _ I Mục lục 2.1.2 Điều khiển tốc độ chiều động 15 2.1.3 Sơ đồ khối kết nối phần cứng 16 2.2 Lựa chọn thiết bị 18 2.2.1 Encoder E6C2 – CWZ6C 18 2.2.2 Biến tần Yaskawa J1000 19 2.2.3 Động SPG S9I40GSL-E 20 2.3 Giới thiệu PLC Misubishi Fx5U: 23 2.3.1 Khái niệm PLC: 23 2.3.2 Đặc điểm chung PLC: 23 2.3.3 Giới thiệu PLC Misubishi FX5U: 25 2.3.4 Các bước lập trình PLC: 26 CHƯƠNG III: TRUYỀN THÔNG CC-LINK 27 3.1 Giới thiệu truyền thông CC-Link 27 3.1.1 Các chuẩn vật lý 27 3.1.2 Giao thức 28 3.1.3 Các thiết bị hỗ trợ 30 3.2 Ứng dụng CC Link lập trình điều khiển thang máy 32 3.2.1 Module FX3U-16CCL-M 32 3.2.2 Module AJ65BT2-16DT 39 CHƯƠNG IV: LẬP TRÌNH VÀ ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY 40 4.1 Phân cổng vào cho PLC 40 4.1.1 Các tín hiệu đầu vào 40 4.1.2 Các tín hiệu đầu PLC 41 4.2 Sơ đồ đấu dây 41 4.3 Chương trình thang máy 41 4.4 Kết thực tế 41 KẾT LUẬN…………………………………………………………………………… 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………… 47 _ II Danh mục bảng biểu DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 Hình dáng tổng thể thang máy Hình Cấu tạo chung thang máy Hình Các thiết bị khí lắp thang Hình Đồ thị biểu diễn phụ thuộc quãng đường S, tốc độ v, gia tốc a độ giật theo thời gian 13 Hình Sơ đồ khối kết nối phần cứng 17 Hình 2 Encoder E6C2-CWZ6C 18 Hình Cấu tạo encoder E6C2-CWZ6C 19 Hình Biến tần Yaskawa J1000 19 Hình Động SPG S9I40GSL-E 21 Hình Module AJ65BT2-16DT 21 Hình Module CC Link FX3U-16CCL-M 22 Hình Cấu trúc điều khiển PLC 24 Hình PLC Misubishi FX5U 25 Hình Đấu dây cable CC Link 28 Hình Giao tiếp trạm chủ trạm từ xa trạm I/O mạng CC Link 29 Hình 3 Giao tiếp trạm chủ trạm địa phương mạng CC Link 30 Hình Truyền nhận tín hiệu tới vùng nhớ đệm FX3U-16CCL-M 32 Hình Chi tiết mặt tháo nắp Module FX3U-16CCL-M 33 Hình Chương trình thiết lập tham số cho Module FX3U-16CCL-M 35 Hình Lưu giá trị đầu vào từ xa vào vùng nhớ đệm 35 Hình Chi tiết vùng nhớ đệm đầu vào Module FX3U-16CCL-M 36 Hình Lưu giá trị điều khiển gửi tới từ PLC vào vùng nhớ đệm 37 Hình 10 Chi tiết vùng nhớ đệm đầu Module FX3U-16CCL-M 38 Hình 11 Chi tiết mặt trước Module AJ65BT2-16DT 39 _ III Danh mục bảng biểu DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Tóm tắt định dạng truyền liệu 28 Bảng Các thiết bị hỗ trợ mạng CC Link Mitsubishi 31 Bảng 3 Bảng thông số cài đặt phần cứng module FX3U-16CCL-M 33 Bảng Bảng thông số cài đặt phần cứng module FX3U-16CCL-M 39 Bảng Các tín hiệu đầu vào PLC 40 Bảng Tín hiệu đầu 41 _ IV Chương I: Tổng quan thang máy LỜI NĨI ĐẦU Trong cơng đổi đất nước, với mục tiêu chiến lược Công nghiệp hóa-hiện đại hố đất nước, đưa kinh tế phát triển với tốc độ cao nhằm nhanh chóng sánh vai quốc gia tiên tiến giới,do lĩnh vực Tự Động Hố Cơng Nghiệp ngày chứng tỏ vai trị khơng thể thiếu Khơng phục vụ cơng nghiệp hóa, lĩnh vực tự động hóa cịn thể chất nước đại Cùng với phát triển đất nước, ngày xuất nhiều cơng trình xây dựng cao tầng đồ sộ: trung tâm thương mại,tòa nhà, nhà hàng, khách sạn đại theo tiêu chuẩn quốc tế, siêu thị, bệnh viện có xu hướng “phát triển theo chiều cao” Đó quy luật phát triển hiển nhiên,đi đôi với phát triển nhu cầu thiết bị chuyển tải hàng hoá người theo “độ cao” Thiết bị đại thang máy Thang máy đóng vai trị quan trọng việc vận chuyển người hàng hóa nhà cao tầng, giải vấn đề lại tăng suất lao động Nên việc tìm hiểu phát triển thang máy vấn đề cần thiết Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, nhóm sinh viên chúng em nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng truyền thông CC-Link thiết kế điều khiển hệ thống thang máy sử dụng PLC” Sau thời gian tìm hiểu giúp đỡ thầy Nguyễn Danh Huy nhóm chúng em hồn thành đồ án.Trong q trình nghiên cứu cịn có sai sót nên em mong thầy/cô bổ sung để đồ án hoàn thiện hơn.Qua đồ án em học thêm nhiều kiến thức thêm kinh nghiệm quý báu thời gian làm việc thực tế tương lai Em xin chân thành cảm ơn!!! Hà Nội,tháng 6, năm 2019 Sinh viên thực hiện: Đinh Việt Hưng _ Chương I: Tổng quan thang máy CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 1.1 Giới thiệu thang máy 1.1.1 Khái niệm thang máy Thang máy thiết bị vận tải dùng để chở người hàng hoá theo phương thẳng đứng nghiêng góc nhỏ 150 so với phương thẳng đứng theo tuyến định sẵn Thang máy máy nâng sử dụng rộng rãi ngành sản xuất kinh tế quốc dân ngành khai thác hầm mỏ, ngành xây dựng, luyện kim, cơng nghiệp nhẹ…ở nơi thang máy máy nâng sử dụng để vận chuyển hàng hoá, sản phẩm, đưa cơng nhân tới nơi làm việc có độ cao khác nhau…Nó thay cho sức lực người mang lại suất cao Hình dáng tổng thể thang máy giới thiệu hình 1.1 Hình 1 Hình dáng tổng thể thang máy Thang máy thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an tồn nghiêm ngặt, liên quan trực tiếp đến tài sản tính mạng người ,vì yêu cầu chung hệ thống thang _ Chương I: Tổng quan thang máy 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 Trong sinh hoạt dân dụng, thang máy lắp đặt sử dụng rộng rãi nhà cao tầng, khách sạn, siêu thị, công sở bệnh viện….Hệ thống thang máy giúp người tiết kiệm nhiều thời gian sức lực 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 Ở Việt Nam trước thang máy chủ yếu sử dụng ngành công nghiệp để chở hàng hố phổ biến Nhưng giai đoạn với phát triển mạnh mẽ kinh tế quốc dân đời sống nhân dân ngày nâng cao,việc sử dụng thang máy lĩnh vực ngày tăng lên Phụ tải thang máy thay đổi phạm vi rộng ,nó phụ thuộc vào lượng hành khách lại ngày đêm hướng vận chuyển hành khách.Như thang máy lắp đặt nhà hành chính, buổi sáng đầu làm việc hành khách nhiều theo chiều lên Còn buổi chiều, cuối làm việc, hành khách theo chiều xuống nhiều 1.1.2 Phân loại thang máy Tuỳ thuộc vào tính chất, chức thang máy.Thang máy phân loại thành nhiều loại tuỳ thuộc vào tính chất.ví dụ phân loại theo hệ dẫn động cabin, theo ví trị đặt kéo tời, theo hệ thống vận hành, theo công dụng….dưới số phân loại: ➢ Phân loại theo chức năng: - Thang máy chở người - Thang máy chở hàng có người kèm theo - Thang máy chở hàng _ Chương I: Tổng quan thang máy - Thang máy dùng bệnh viện - Thang máy dùng xí nghiệp, hầm mỏ ➢ Phân loại theo tốc độ dịch chuyển: - Thang máy tốc độ thấp: v < m/s Thường dùng cho nhà có số tầng từ tầng trở xuống - Thang máy tốc độ trung bình: v= 2,5 m/s Thường dùng cho nhà có số tầng từ 12 tầng - Thang máy tốc độ cao: v =2,5 m/s Thường dùng cho nhà có số tầng >16 tầng - Thang máy tốc độ cao (siêu tốc): v > 5m/s Thường dùng tháp cao tầng ➢ Phân loại theo tải trọng - Thang máy loại nhỏ :Q < 500 Kg.Hay dùng thư viện,trong nhà hàng ăn uống để vận chuyển sách thực phẩm - Thang máy loại trung bình: Q = 500 1000 Kg - Thang máy loại lớn: Q = 1000 1600 kg - Thang máy loại lớn: Q > 1600 Kg 1.2 Cấu tạo chung nguyên lý hoạt động thang máy 1.2.1 Cấu tạo chung Thang máy có nhiều kiểu dáng khác nhìn chung có phận sau: ➢ Bộ tời kéo ➢ Cabin hệ thống treo cabin, cấu đóng mở cabin hãm bảo hiểm ➢ Cáp nâng ➢ Đối trọng hệ thống cân ➢ Hệ thống ray dẫn hướng cho cabin đối trọng chuyển động giếng thang ➢ Hệ thống hạn chế tốc độ tác động lên hãm bảo hiểm để dừng cabin tốc độ hạ vượt giới hạn cho phép _ Chương I: Tổng quan thang máy ➢ Tủ điều khiển trang bị điện ➢ Cửa cabin cửa tầng khóa liên động Hình Cấu tạo chung thang máy 1.2.2 Nguyên lý hoạt động Để nâng- hạ buồng thang người ta dùng động Động nối trực tiếp với cấu nâng hạ gián tiếp qua hộp giảm tốc Nếu nối trực tiếp cabin treo lên puli quấn cáp Nếu nối gián tiếp động puly quấn cáp có lắp hộp giảm tốc _ Chương I: Tổng quan thang máy Cabin treo lên puly quấn cáp kim loại Cabin ln giữ theo phương thẳng đứng nhờ có hệ thống treo trượt dẫn hướng Cabin đối trọng di chuyển dọc theo chiều cao giếng thang theo dẫn hướng, cabin có phanh bảo hiểm Phanh bảo hiểm giữ cabin chỗ cáp treo bị đứt, điện tốc độ vượt giới hạn cho phép Tất hoạt động thang máy điều khiển điều khiển thang máy Khi thang máy hoạt động cảm biến, nút ấn, tín hiệu bảo vệ, tín hiệu an toàn gửi điều khiển, điều khiển xử lý tín hiệu đưa tín hiệu điều khiển cho thang máy hoạt động 1.3 Cấu trúc khí thang máy 1.3.1 Tổng thể khí thang máy _ Chương III: Truyền thông CC-Link \b) Cấu hình Hình Chi tiết mặt tháo nắp Module FX3U-16CCL-M Tiến hành xoay mũi tên chọn theo bảng thông số đây: Bảng 3 Bảng thông số cài đặt phần cứng module FX3U-16CCL-M Station No Com Setting x10 x1 Baud Rate 0 c) Cài đặt tham số Đoạn chương trình sau thực cài đặt tham số để liên kết liệu, chương trình nạp vào PLC việc liên kết liệu thực sau PLC RUN _ 27 Chương III: Truyền thông CC-Link _ 27 Chương III: Truyền thông CC-Link Hình Chương trình thiết lập tham số cho Module FX3U-16CCL-M c) Vùng nhớ đệm vào/ra FX3U-16CCL-M Vùng nhớ đệm đầu vào FX3U-16CCL-M có 32 ơ, có độ dài 16 bit( từ BFM 224 -> BFM 255) lưu giá trị tín hiệu đầu vào từ xa Hình Lưu giá trị đầu vào từ xa vào vùng nhớ đệm _ 27 Chương III: Truyền thông CC-Link Hình Chi tiết vùng nhớ đệm đầu vào Module FX3U-16CCL-M _ 27 Chương III: Truyền thông CC-Link Vùng nhớ đệm đầu FX3U-16CCL-M có 32 ơ, có độ dài 16 bit(từ BFM352-> BFM383) lưu liệu gửi tới từ PLC truyền trạm Remote I/O station, Remote device station Inteligent device station để điều khiển Hình Lưu giá trị điều khiển gửi tới từ PLC vào vùng nhớ đệm _ 27 Chương III: Truyền thông CC-Link Hình 10 Chi tiết vùng nhớ đệm đầu Module FX3U-16CCL-M _ 27 Chương III: Truyền thông CC-Link 3.2.2 Module AJ65BT2-16DT a) Chức Là Module mở rộng thêm nhiều đầu vào cho PLC b) Cấu hình Đây module I/O số, ngồi cấu hình tham số trạm chủ, ta cần cấu hình thêm phần cứng hồn thiện Hình 11 Chi tiết mặt trước Module AJ65BT2-16DT Bảng Bảng thông số cài đặt phần cứng module FX3U-16CCL-M Station No Com Setting x10 x1 Baud Rate _ 27 Chương IV: Lập trình điều khiển thang máy CHƯƠNG IV: LẬP TRÌNH VÀ ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY 4.1 Phân cổng vào cho PLC 4.1.1 Các tín hiệu đầu vào Bảng Các tín hiệu đầu vào PLC STT Tín hiệu đầu vào Địa chỉ-Module Bit M tương ứng Nút chọn tầng X00 - AJ65BT2-16DT M3010 Nút chọn tầng X01 - AJ65BT2-16DT M3011 Nút chọn tầng X02 - AJ65BT2-16DT M3012 Nút chọn tầng X03 - AJ65BT2-16DT M3013 Nút chọn tầng X04 - AJ65BT2-16DT M3014 Nút gọi lên tầng X4 – PLC FX5U M3000 Nút gọi lên tầng X5 – PLC FX5U M3001 Nút gọi xuống tầng X6 – PLC FX5U M3002 Nút gọi lên tầng X7 – PLC FX5U M3003 10 Nút gọi xuống tầng X10 – PLC FX5U M3004 11 Nút gọi lên tầng X11 – PLC FX5U M3005 12 Nút gọi xuống tầng X12 – PLC FX5U M3006 13 Nút gọi xuống tầng X13 – PLC FX5U M3007 14 Nút RESET tầng X15 – PLC FX5U _ 40 Chương IV: Lập trình điều khiển thang máy 4.1.2 Các tín hiệu đầu PLC Bảng Tín hiệu đầu STT Tín hiệu đầu Địa Tín hiệu lên thang Y4 Tín hiệu xuống thang Y5 4.2 Sơ đồ đấu dây ( Có file CAD đính kèm) 4.3 Chương trình thang máy ( có file pdf đính kèm) 4.4 Kết thực tế _ 40 Chương IV: Lập trình điều khiển thang máy Hình Động cáp nâng _ 40 Chương IV: Lập trình điều khiển thang máy Hình Bảng chọn tầng _ 40 Chương IV: Lập trình điều khiển thang máy Hình Cấu tạo bên bảng chọn tầng _ 40 Chương IV: Lập trình điều khiển thang máy Hình 4 Kết nối PLC-biến tần dây nối _ 40 Kết luận KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu đồ án với đề tài: Ứng dụng truyền thông CC-Link thiết kế điều khiển hệ thống thang máy sử dụng PLC FX5U phịng thí nghiệm C9111 thầy Nguyễn Danh Huy hướng dẫn em nhận thấy đề tài hay, mang tính ứng dụng thực tế cao Qua em vận dụng kiến thức học vào làm thực tế, đọc tài liệu chuyên ngành, tìm hiểu kiến thức - Biết tự hình thành lưu đồ, xây dựng thuật tốn cho thang máy - Ứng dụng truyền thơng CC-Link để mở rộng thêm đầu vào cho PLC Đề tài tương đối dài lại thời gian tìm hiểu ngắn nên em chưa hoàn thành cách trọn vẹn, số trường hợp chạy chưa thành cơng thuật tốn ưu tiên chọn tầng _ 46 Danh mục tài liệu tham khảo DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] P L Chính, Thang máy: Cấu tạo- lựa chọn lắp đặt sử dụng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội , 2000 [2] Vũ Quang Hồi, Nguyễn Văn Chất,Nguyễn Thị Liên Anh, Trang bị điện, điện tử máy công nghiệp dùng chung, Nhà xuất giáo dục [3] M ELECTRIC, MELSEC IQ-F FX5 Series Programming Manual [4] YASKAWA, YASKAWA AC Drive J1000 Technical Manual [5] O Corporation, Incremental Rotary Encoder E6C2-C [6] M ELECTRIC, FX3U-16CCL-M USER'S MANUAL _ 47 ... triển thang máy vấn đề cần thiết Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, nhóm sinh viên chúng em nghiên cứu đề tài: ? ?Ứng dụng truyền thông CC-Link thiết kế điều khiển hệ thống thang máy sử dụng PLC? ??... KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu đồ án với đề tài: Ứng dụng truyền thông CC-Link thiết kế điều khiển hệ thống thang máy sử dụng PLC FX5U phịng thí nghiệm C9111... Hơn nữa, sử dụng cho ứng dụng trọng thời gian dựa công nghệ tự động Mitsubishi CC-Link chứng nhận CLPA CC-Link bus trường cho mạng truyền thông tốc độ cao điều khiển thiết bị trường thông minh