Thông số Giá trị Đơn vị
Điện áp đầu vào 220 VAC Điện áp đầu ra 12 VDC
Công suất 60 W
Phạm vi điện áp đầu vào 85 ~ 132 / 180 ~ 264 VAC Điện áp ra điều chỉnh +/-10% V Dòng ra 2 A Kích thước 100 * 50 * 38 mm Trọng lượng 0,3 KG 3.3.4 Nút nhấn. ❖ Khái niệm.
Thiết kế và thi cơng mơ hình thang máy sử dụng PLC S7 1200
Sinh viên thực hiện: Thái Duy Đoan Người hướng dẫn: ThS. Phan Thị Thanh Vân 44 Nguyễn Hồng Hòa
Là một loại khí cụ điện dùng để chuyển đổi, đóng ngắt từ xa các mạch điều khiển hay thiết bị điện có cơng suất nhỏ.
Khi tác động vào nút nhấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái, khi khơng cịn tác động, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu.
❖ Nguyên lý hoạt động.
Nút nhấn có ba phần: Bộ truyền động, các tiếp điểm cố định và các rãnh.
Bộ truyền động sẽ đi qua tồn bộ cơng tắc và vào một xilanh mỏng ở phía dưới. Bên trong là một tiếp điểm động và lị xo. Khi nhấn nút, nó chạm vào các tiếp điểm tĩnh làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm. Trong một số trường hợp, người dùng cần giữ nút hoặc nhấn liên tục để thiết bị hoạt động. Với các nút nhấn khác, chốt sẽ giữ nút bật cho đến khi người dùng nhấn nút lần nữa.
❖ Phân loại.
Có rất nhiều loại nút nhất trong thực tế lẫn quy mô công nghiệp, để phân loại người ta đã phân ra làm tiêu chí khác nhau để phân loại nút nhấn:
+ Theo cấu trúc: nút nhấn loại kín, loại hở, nút nhấn loại chống cháy nổ và loại kín nước, có đèn báo.
+ Theo cặp tiếp điểm: có 2 loại gồm nút nhấn một cặp tiếp điểm và hai cặp tiếp điểm.
+ Cịn theo cách dùng: có ba loại nút nhấn phổ biến: nút nhấn giữ, nút nhấn nhả và nút nhấn kiểu cảm ứng.
❖ Lựa chọn nút nhấn.
Thơng qua q trình tìm hiểu và nghiên cứu mơ hình, em quyết định chọn Nút nhấn nhả Schneider XB7NA42, 22mm làm linh kiện chính để điều khiển cho mơ hình.
BẢNG 3. 5 Thơng số kỹ thuật Schneider XB7NA42.
Thông số Giá trị Đơn vị
Điện áp làm việc 24 VDC
Dòng điện định mức 5 A
3.3.5 Đèn báo.
❖ Khái niệm.
Đèn báo được hiểu là đèn chỉ thị được sử dụng rất rộng rãi trong các lĩnh vực như trong các loại tàu thuỷ, máy móc thiết bị sản xuất, trong các tủ điện điều khiển, tủ điện phân phối. Đèn báo tuy có giá thành khơng cao nhưng đóng vai trị quan trọng trong hệ thống điện cơng nghiệp vì đèn báo giúp người sử dụng biết được trạng thái nguồn điện đang bật hay tắt, đèn báo trên thiết bị có vai trị thể hiện tình trạng hoạt động của thiết bị hay một hệ thống có bình thường hay đang bị lỗi.
❖ Chức năng của các loại đèn báo.
+ Đèn báo màu đỏ.
Đây là màu sắc thể hiện tình trạng báo động. Điều này có thể là do mạch diện đã xuất hiện vấn đề nguy hiểm và cần được xử lý ngay lập tức. Thường thì màu đỏ của đèn báo xuất hiện khi nhiệt độ quá cao, vượt qua mức an tồn. Khi đó, bộ phận quan trọng sẽ bị thiết bị bảo vệ cắt ra khỏi thiết bị.
+ Đèn báo màu vàng.
Màu sắc này là đèn báo đang cảnh báo trước. Điều này cho thấy đã có sự thay đổi khơng tốt hoặc các giá trị trong đó tiến dần đến mức giới hạn. Ở mức báo động này, nhiệt độ sẽ dần tiến ra khỏi mức bình thường. Tình trạng q tải có thể sẽ xuất hiện chỉ trong một thời gian ngắn.
+ Đèn báo màu xanh lá.
Màu xanh của đèn báo thể hiện hệ thống đang ở mức độ an toàn. Các chỉ báo vẫn đang trong mức ổn định và luôn sẵn sàng khởi động bất cứ lúc nào. Lúc này, hệ thống làm mát vẫn đang hoạt động tốt và khơng có tình trạng q nhiệt.
+ Đèn báo màu xanh dương.
Khi đèn báo xuất hiện màu xanh dương có nghĩa là hệ thống đang có hướng dẫn đặc biệt. Nó thể hiện khi có chứa năng khơng xuất hiện màu đỏ, vàng hay xanh lá nói trên. Khi đó, cơng tắc sẽ được chọn ở vị trí được đèn báo chỉ định.
+ Đèn báo màu trắng.
Thiết kế và thi cơng mơ hình thang máy sử dụng PLC S7 1200
Sinh viên thực hiện: Thái Duy Đoan Người hướng dẫn: ThS. Phan Thị Thanh Vân 46 Nguyễn Hồng Hòa ❖ Phân loại. + Đèn báo pha. + Đèn báo hiệu. + Đèn báo nguồn. ❖ Lựa chọn đèn báo.
Ở đề tài này nhóm sử dụng 3 đèn báo đèn led 24V AD16-22DS màu sắc xanh dương, xanh lá, đỏ.
HÌNH 3. 9 Đèn báo.
BẢNG 3. 6 Thông số đèn led 24V AD16-22DS.
Thông số Giá trị Đơn vị
Điện áp làm việc 24 VDC
Dòng điện tiêu thụ. <=20 mA Đường Kính 16 mm
3.3.6 Cơng tắc hành trình.
❖ Khái niệm.
Là dạng cơng tác dùng để giới hạn hành trình của các bộ phận chuyển động nào đó trong một cơ cấu hay một hệ thống. Nó có cấu tạo như cơng tác điện bình thường, vẫn có chức năng đóng và mở nhưng có thêm cần tác động để cho các bộ phận chuyển động tác động vào làm thay đổi trang thái của tiếp điểm bên trong nó. Cơng tắc hành trình sẽ khơng duy trì trạng thái, khi khơng có tác động nữa chúng sẽ trở về vị trí ban đầu .
Cơng tắc hành trình có tác dụng giống như nút ấn động tác ấn bằng tay được thay thế bằng động tác va chạm của các bộ phận cơ khí, làm cho q trình chuyển động cơ khi thành tín hiệu điện .
Trong mơ hình sử dụng cơng tắc hành trình dùng để đóng ngắt tiếp điểm điều khiển tín hiệu đầu vào PLC giúp nhận biết đóng mở cửa của thang máy .
HÌNH 3. 10 Cơng tắc hành trình.
3.3.7 Relay trung gian.
❖ Khái niệm.
Rơle là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện động lực.
❖ Nguyên lý hoạt động.
Khi có dịng điện chạy qua rơ le, dòng điện này sẽ chạy qua cuộn dây bên trong và tạo ra một từ trường hút. Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên trong. Làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện và như thế sẽ làm thay đổi trạng thái của rơle. Số tiếp điểm điện bị thay đổi có thể là 1 hoặc nhiều, tùy vào thiết kế. Rơle điện có 2 mạch độc lập nhau hoạt động.
+ Một mạch là để điều khiển cuộn dây của rơ le: Cho dịng chạy qua cuộn dây hay khơng. Có nghĩa là điều khiển rơ le ở trạng thái ON hay OFF.
+ Một mạch điều khiển dòng điện cần kiểm sốt có qua được rơ le hay khơng dựa vào trạng thái ON hay OFF của rơ le.
❖ Lựa chọn relay.
Thơng qua q trình tìm hiểu và nghiên cứu mơ hình, em quyết định chọn Relay trung gian HH52P và Relay Khối Trung Gian 24VDC Omron G6B-4BND làm thiết bị chính cho mơ hình thang máy.
Thiết kế và thi cơng mơ hình thang máy sử dụng PLC S7 1200
Sinh viên thực hiện: Thái Duy Đoan Người hướng dẫn: ThS. Phan Thị Thanh Vân 48 Nguyễn Hồng Hịa
BẢNG 3. 7 Thơng số kỹ thuật Relay trung gian HH52P.
Thông số Giá trị Đơn vị
Điện áp làm việc 24 DC Dòng điện định mức 5 A Thời gian tác động 20 ms Số chân 8 chân Số lần đóng ngắt 100000 lần Trọng lượng 60 g ❖ Relay khối P6BF-4BND HÌNH 3. 12 Relay khối P6BF-4BND ❖ Đặc điểm.
• Dễ dàng nối dây với các đầu vào / đầu ra riêng biệt.
• Được trang bị bốn rơle mini Model G6B nhỏ gọn, có độ nhạy cao và khả năng chống điện mơi cao.
• Đối với rơle thay thế, sử dụng rơle có cùng thơng số kỹ thuật điện áp như rơle được cung cấp cùng với Terminal khi được mua.
• Relay dạng đút nguyên khối.
• Được trang bị đèn led báo trạng thái cho từng ngỏ ra.
• Relay có diode bảo vệ.
• Form tiếp điểm : 4PST-NO mạch chuẩn.
• Gá lắp : Trên DIN track hoặc bắt vít .
BẢNG 3. 8 Thông số kỹ thuật Relay khối P6BF-4BND.
Thông số Giá trị Đơn vị
Điện áp làm việc 24 DC Dòng điện định mức 5 A
Số cực 4 P
3.3.8 Led 7 đoạn.
❖ Khái niệm.
Là 1 linh kiện rất phổ dụng , được dùng như là 1 công cụ hiển thị đơn giản nhất. Trong LED 7 thanh bao gồm ít nhất là 7 con LED mắc lại với nhau, vì vậy mà có tên là LED 7 đoạn là vậy ,7 LED đơn được mắc sao cho nó có thể hiển thị được các số từ 0 – 9, và 1 vài chữ cái thơng dụng, để phân cách thì người ta cịn dùng thêm 1 led đơn để hiển thị dấu chấm (dot).
❖ Phân loại.
LED 7 thanh dù có nhiều biến thể nhưng tựu chung thì cũng chỉ vẫn có 2 loại đó là :
• Chân Anode chung (chân + các led mắc chung lại với nhau).
• Chân Cathode chung (Chân – các led được mắc chung với nhau).
Đối với loại Anode chung: Chân 3 và 8 là 2 chân Vcc (nối ngắn mạch lại với nhau, sau đó nối chung với chân anode của 8 led đơn), vậy muốn led nào đó sáng thì chỉ việc nối chân catot xuống mass. Điện áp giữa Vcc và mass phải lớn hơn 1.3V mới cung cấp đủ led sáng, tuy nhiên không được cao quá 3V.
❖ Lựa chọn led 7 đoạn.
Thơng qua q trình tìm hiểu và nghiên cứu mơ hình, em quyết định chọn Led 7 đoạn 3611AS đơn âm chung.
HÌNH 3. 13 Led 7 đoạn 3611AS.
3.3.9 Ray dẫn hướng.
❖ Khái niệm.
Ray dẫn hướng thang máy là một trong những thiết bị vô cùng quan trọng trong quá trình chuyển động của thang máy, buồng thang và đối trọng sẽ trượt dọc trên thanh ray dẫn hướng. Ray dẫn hướng đảm bảo cho cabin và đối trọng luôn nằm và chuyển động theo đúng vị trí đã được thiết kế trong giếng thang, không cho chúng dịch chuyển theo phương ngang.
Thiết kế và thi công mơ hình thang máy sử dụng PLC S7 1200
Sinh viên thực hiện: Thái Duy Đoan Người hướng dẫn: ThS. Phan Thị Thanh Vân 50 Nguyễn Hồng Hòa
❖ Đặc điểm.
Ray được lắp đặt ở hai bên cabin và đối trọng với độ chính xác theo yêu cầu cần thiết (địi hỏi chính xác về độ thẳng đứng của ray, khoảng cách các đầu ray…).
Ray dẫn hướng cho cabin phải cứng vững: khi thang máy vận hành bình thường. Dưới tác động của tải trọng ngang độ biến dạng của ray ở mọi vị trí và theo mọi
phương khơng được vượt quá 3mm. Độ cong do lực gây ra khi thử nghiệm thang máy cũng không được vượt quá mức đảm bảo thang máy làm việc an toàn.
Chiều cao của ray dẫn hướng phải có giá trị sao cho khi cabin chuyển động với vị trí giới hạn của các má trượt không bị trật ra khỏi ray.
HÌNH 3. 14 Ray dẫn hướng.
3.3.10 Dây cáp và puly.
❖ Khái niệm.
Dây cáp là một phụ kiện quan trọng của truyền động công nghiệp.
Nó có một hình dạng đường dài, trắng có bọc nhựa, liên tục . Bề mặt bên ngồi mịn màng, có thể được tùy chỉnh và bên trong gập ghềnh.
Puly (hay cịn gọi là pulley) là thiết bị có dạng đĩa trịn với phần rìa được chia thành rãnh để đặt dây dây cáp phục vụ cho mục đích truyền động. Có nhiệm vụ truyền momen lực chuyển động, giúp máy móc có thể vận hành.
❖ Tính tốn lực kéo.
Để nâng được thang máy có trọng lượng 2kg và khối lượng hàng hóa tối đa là 3kg. Ta có thể tính được lực kéo dây curoa để nâng cabin thông qua công thức :
∆𝐺 = 𝐺 𝑘 = 2 4 = 0,5 F = G+𝐺𝐵𝑇 − ( 𝐾 ∗ ∆𝐺) ∗ 𝑔 = [1 + 3 − (3 ∗ 0,5)] ∗ 10 = 25 𝑁. Trong đó:
• GBT : Khối lượng của hàng hóa (3 kg).
• K : Số lần dừng dự kiến của buồng thang .
• ∆G : Độ thay đổi trọng tải qua mỗi lần dừng.
• G : Gia tốc trọng trường, ( chọn g=10 m/s2).
Vậy lực kéo để nâng cabin thang máy của dây curoa là 25N. Muốn tính chiều dài dây curoa thì ta thơng qua cơng thức sau : Chiều dài dây cáp :
L = 2a + 𝜋(𝑑2+ 𝑑1) 2 +(𝑑2−𝑑1)2 4𝑎 L = 2*990 + 𝜋(12+12) 2 +(12−12)2 4∗990 = 2017,69(mm)~2018 (mm).
Vì dây cáp tính tốn được là mm ta suy ra kích thước dây cáp bằng hệ inch theo công thức :
𝐿𝑖𝑛𝑐ℎ = 2018
25,4 = 79,44(𝑖𝑛𝑐ℎ).
❖ Trong đó:
• L : Chiều dài dây cáp (mm).
• a : Khoảng cách tâm của 2 puly ( 99cm=990mm).
• d1 : Đường kính của Puly 1 (12mm).
• d2 : Đường kính của Puly 2 (12mm).
❖ Lựa chọn dây cap.
Sau khi tính tốn tụi em đã quyết định chọn dây cáp với số chiều dài 2018 mm để nâng thang máy.
Thiết kế và thi cơng mơ hình thang máy sử dụng PLC S7 1200
Sinh viên thực hiện: Thái Duy Đoan Người hướng dẫn: ThS. Phan Thị Thanh Vân 52 Nguyễn Hồng Hịa
HÌNH 3. 16 Puly.
3.3.11 Rịng rọc nhỏ.
Có hai loại rịng rọc.
Ròng rọc cố định: Làm thay đổi hướng của lực tác dụng vào nó, cường độ lực: F=P. Loại rịng rọc này khơng được lợi về lực nhưng được lợi về chiều.
Ròng rọc động: Giúp kéo vật lên cao với 1 lực nhỏ hơn trọng lượng của vật; cường độ lực: f < P. Loại rịng rọc này tuy khơng được lợi về chiều nhưng được lợi về lực. Khi dùng ròng rọc động, ta được lợi hai lần về lực nhưng lại thiệt hai lần về đường (2F = P ).
Ứng dụng của ròng rọc.
Ròng rọc được sử dụng rất rộng rãi và phổ biến trong các công việc nâng hạ vật nặng trong cuộc sống. Nó được sử dụng chủ yếu trong dân dụng vì chi phí rẻ, dễ dàng sử dụng, hoạt động thủ công. Tải trọng nâng vật nặng khá nhỏ bởi nó phụ thuộc vào sức kéo của mỗi người.
3.3.12 Đối trọng thang máy.
❖ Khái niệm.
Đối trọng thang máy là bộ phận dùng để cần bằng tải trọng của cabin.
❖ Chức năng.
+ Tạo lực căng cáp từ đó tạo lực ma sát nhất định giữa cáp và Puly máy kéo.
+ Giảm cơng suất máy kéo đi ( Thay vì phải kéo nguyên khối lượng của cabin và khối lượng tải của thang thì khi có đối trọng mức tải mà động cơ phải kéo chỉ bằng 1/2 tải trọng của thang) chính điều đó làm giảm đi cơng suất của động cơ và giúp tiếp kiệm điện hơn.
❖ Cấu tạo đối trọng thang máy.
+ Khung đối trọng.
+ Shoe trượt.
+ Puly đối với thang sử dụng chuyền 2( Ty cáp đối với thang chuyền một).
+ Bo tải ( được đúc bằng betong hoặc bằng gang).
❖ Tính toán khối lượng.
Khối lượng của đối trọng: Đối trong của thang máy được tính bằng : Khối lượng của cabin không tải + 50% tải trọng định mức của thang.
Khối lượng cabin không tải 2kg. Tải định mức của thang là 3kg.
=> Khối lượng của đối trọng bằng: 2+1/2*3= 3,5kg.
❖ Lựa chọn đối trọng.
Sau khi tính tốn và khảo sát nhóm quyết định làm đối trọng bằng sắt có khối lượng 3.5kg.
Thiết kế và thi cơng mơ hình thang máy sử dụng PLC S7 1200
Sinh viên thực hiện: Thái Duy Đoan Người hướng dẫn: ThS. Phan Thị Thanh Vân 54 Nguyễn Hồng Hòa
3.3.13 Cảm biến tiệm cận.
❖ Khái niệm.
Cảm biến tiệm cận là một loại cảm biến có thể phát hiện được sự hiện diện của các vật thể gần đó, mà khơng cần phải có bất kỳ tiếp xúc vật lý nào với vật thể đó bằn cách phát ra một trường điện từ hoặc một chùm tia bức xạ điện từ để tìm kiếm các thay đổi xuất hiện trong trường điện từ hoặc trong tín hiệu thu về.
❖ Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận.
Cảm biến tiệm cận hoạt động theo nguyên lý trường điện từ phát ra xung quanh cảm biến với khoảng cách tối đa 30mm và gặp vật thể thì nó sẽ phát tín hiệu truyền về bộ xử lý.
❖ Lựa chọn.
Ở đề tài này nhóm sử dụng 4 cảm biến Cảm biến tiệm cận Gs 102 NPN được bố trí dọc theo các vị trí từ tầng 1 đến tầng 4 để xác định vị trí cabin.