Nghiên cứu thiết kế mô phỏng hệ thống điều khiển thang máy tòa nhà

MỤC LỤC

Bảng điều khiển

Đây là thiết bị điện tử được lắp đặt bên trong cabin và giữa các tầng.  Bảng điều khiển cơ: sử dụng các nút bấm cơ học để yêu cầu thang máy di chuyển.  Bảng điều khiển điện tử: sử dụng các nút bấm điện tử để yêu cầu thang máy di chuyển.

Tùy thuộc vào loại bảng điều khiển, quá trình truyền tín hiệu có thể khác nhau.  Với bảng điều khiển cơ, các nút bấm được kết nối trực tiếp với bộ điều khiển. Khi hành khách nhấn nút bấm, bộ điều khiển sẽ nhận được tín hiệu trực tiếp.

 Với bảng điều khiển điện tử, các nút bấm được kết nối với một mạch điện tử. Khi hành khách nhấn nút bấm, mạch điện tử sẽ tạo ra một tín hiệu điện.

Sơ đồ công nghệ và đặt biến logic cho hệ thống

Và đồng thời tín hiệu ‘a’ kết hợp với thiết bị khác cho phép thang máy dừng ở tầng 2 cũng như ‘d’ kết hợp với thiết bị khác cho thang máy dừng ở tầng 1. Như vậy hệ thống có 4 tín hiệu vào, tất cả các tín hiệu này ta đều chọn là tín hiệu của các công tắc hành trình. Giá trị logic của tín hiệu là ‘1’ thì tín hiệu hoạt động, ngược lại giá trị logic là ‘0’ thì tín hiệu đó không hoạt động.

L : Tín hiệu báo hiệu thang máy đi lên X : Tín hiệu báo hiệu thang máy đi xuống. V1 : Tín hiệu cho biết thang máy chạy với vận tốc V1 V2 : Tín hiệu cho biết thang máy chạy với vận tốc V2 c. Thang máy đang dừng ở tầng bất kỳ, nếu có tín hiệu ra lệnh cho nó tới một tầng khác thì nó sẽ chuyển động với vận tốc V1, sau đó nó mới tăng tốc lên vận tốc V2.

Khi gần đến tầng đích thì nó sẽ giảm tốc từ V2 xuống V1 và cuối cùng là dừng lại ở tầng nhận tín hiệu.

Tính chọn thiết bị và phương án thực hiện

Chọn động cơ và bộ biến đổi a) Động cơ

 Động cơ có công suất lớn, đáp ứng được tải trọng và tốc độ di chuyển của thang máy.  Động cơ có hộp số giúp tăng mô-men xoắn, giúp thang máy di chuyển êm ái, ổn định.  Động cơ có kích thước lớn, trọng lượng nặng.  Động cơ có giá thành cao b) Bộ biến đổi. Bộ điều khiển động cơ điện một chiều (DC Driver) của hãng SSD - Eurotherm : 590+ là một sản phẩm chất lượng cao, đáp ứng được nhu cầu điều khiển động cơ điện một chiều công suất lớn. Bộ điều khiển có nhiều tính năng tiên tiến, giúp điều khiển động cơ điện một chiều một cách chính xác và hiệu quả.

Chọn các thiết bị bảo vệ mạch lực

Rơ le T521/10 là rơ le điện từ có tiếp điểm thường mở, được sử dụng trong các ứng dụng điều khiển điện. Aptomat A2360 của hãng Schneider Electric chế tạo được sử dụng để bảo vệ mạch điện khỏi quá tải và ngắn mạch. Vì các Côngtactơ này không chỉ đóng cắt các tiếp điểm trên mạch điều khiển mà còn đóng cắt các tiếp điểm trên mạch lực cho nên phải chọn các Côngtactơ chịu được dòng lớn, nếu không các tiếp điểm trên mạch lực của các Côngtactơ có thể bị phá hỏng.

Như vây các tiếp điểm của chúng phải chụi được dòng định mức của động cơ mà không bị phá hỏng hay bị phóng điện và còn phải chịu được dòng khi động cơ khởi động. Để đảm bảo an toàn thì dòng thường được chọn theo dòng điện ngắn mạch : I nm = 980A. Vì các Côngtactơ này chỉ đóng cắt các tiếp điểm trên mạch phân áp nên không yêu cầu cao về mặt bảo vệ điện học.

Do các rơle trung gian đều và các tiếp điểm của chúng đều được lắp ở mạch điều khiển, do đó ta có thể chọn các rơle trung gian có dòng không quá 10A và điện áp là 220 V một chiều. Để thuận tiện cho việc mua sắm và sửa chữa ta chọn các rơle trung gian đều giống nhau.

MÔ TẢ HỆ THỐNG

    Khi thang máy đang hoạt động, nó sẽ liên tục kiểm tra các tín hiệu đầu vào từ các nút gọi tầng, nút dừng khẩn cấp và các cảm biến khác. Khi thang máy đang mở cửa, nó sẽ liên tục kiểm tra các cảm biến an toàn để đảm bảo rằng cửa đang mở an toàn.  Chờ đón (Waiting): Thang máy đang ở tầng nào đó và chờ đợi yêu cầu của người sử dụng.

     Di chuyển lên (Moving Up): Thang máy đang di chuyển lên từ tầng thấp lên tầng cao hơn.  Di chuyển xuống (Moving Down): Thang máy đang di chuyển xuống từ tầng cao xuống tầng thấp hơn.  Yêu cầu lên (Request Up): Người sử dụng yêu cầu thang máy di chuyển lên tầng cao hơn.

     Yêu cầu xuống (Request Down): Người sử dụng yêu cầu thang máy di chuyển xuống tầng thấp hơn.  Đóng cửa (Door Close): Cửa thang máy đóng sau khi người sử dụng đã bước vào hoặc ra khỏi thang máy. Khi ở trạng thái Chờ đón và nhận yêu cầu xuống, chuyển sang trạng thái Di chuyển xuống.

    Tương tự, khi ở trạng thái Di chuyển xuống và đến tầng yêu cầu, chuyển sang trạng thái Dừng lại. - Chuyển động của quạt thang máy được bật/tắt tự động (chỉ khi thang máy đang hoạt động). # Định nghĩa entity (thực thể) của bộ điều khiển thang máy với các đầu vào (button, clk, dco_s, go_down, go_up) và các đầu ra (dco, fan, motor, motor_dir).

    # Định nghĩa một kiểu dữ liệu có tên là State_type với các trạng thái có thể của thang máy. Khi đang ở tầng 1 và có người ở tầng trên (floorNum-tầng trên) nhấn nút yêu cầu thang máy ( goUp(floorNum)-nhấn nút gọi thang lên) thì thang máy chuyển sang trạng thái chuyển lên (MovingUp - thang bắt đầu di chuyển đến tầng được nhấn nút yêu cầu). Khi di chuyển đến tầng được yêu cầu (arrived-thang máy đã đến điểm tầng yêu cầu), thang máy sẽ chuyển sang trạng thái dừng và nghỉ (Idle) để mở cửa cho người đi vào/ra khỏi thang máy.

    Đang ở trạng thái nghỉ (Idle) , nếu có người người ở tầng trên yêu cầu thang máy sẽ đóng cửa và di chuyển lên (MovingUp) , nếu có người ở tầng dưới yêu cầu thang máy sẽ di chuyển xuống (MovingDown). Khi hết giờ (time-out) thang máy sẽ sang trạng thái di chuyển về tầng một ( Moving to onFirstFloor) rồi về tầng một ( onFirstFloor).