CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY BẰNG PLC
3.4. Chọn trang thiết bị cho mô hình thang máy
Động cơ điện kéo cabin
Từ việc tính chọn động cơ, xong với mô hình thiết kế nhỏ gọn, kích thước cabin nhỏ
và tải trọng không đáng kể, vấn đề sử dụng động cơ điện cho băng tải củng không đặt nặng
vấn đề công suất. Động cơ nhóm chọn dùng để nâng hạ thang máy và tải trọng là động cơ điện giảm tốc một chiều HS134
Hình 3.11. Động cơ kéo cabin thang máy
Thông số kỹ thuật:
- Điện áp định mức: 12 (V)
- Công suất: 50 (W)
- Dòng không tải: 1.2 (A)
- Dòng điện làm việc: 5 (A)
- Tốc độ: 2250/60 (rpm)
- Chiều dài: 90 (mm)
- Đường kính: 60 (mm)
- Đường kính trục quay: 8 (mm)
- Trọng lượng động cơ: 1.2 (kg)
- Hộp giảm tốc: L x W x H = 65x80x75 (mm)
Động cơ kéo cửa cabin
Cửa cabin được thiết kế nhỏ gọn tải trọng không đáng kể nên động cơ nhóm chọn dùng
để vận hành cửa cabin là động cơ 17PM-K049E
Thông số kỹ thuật:
- Điện áp sử dụng 12VDC
- Dòng hoạt động 1 (A)
- Momen xoắn 200 (mN.m)
- Đường kính ngoài: 42 (mm)
- Quán tính rotor: 37 (g.𝑐𝑚2)
- Độ tự cảm: 3,2 (mH)
- Điện trở: 3,2 (𝛺)
- Góc bước: 1.8 độ/1 step (Độ sai số 5%)
- Khối lượng 200 (g)
Hình 3.12. Động cơ kéo cửa cabin thang máy
Bộ điều khiển
Với động cơ được chọn là động cơ DC một chiều, công suất không lớn cùng với giá thành hợp lý phù hợp mới mục đích thiết kế mô hình đang được ưu tiên sử dụng rộng rãi nên phần mềm điều khiển nhóm chọn là PLC Misubishi FX1N-44MR (24 In / 20 Out Relay)
Hình 3.13. PLC FX1N-44MR
Thông số kỹ thuật:
- Kích thước (Dài*Rộng*Cao): 95mmx118mmx45mm
- Nguồn cấp: 24VDC
- Ngõ ra: Relay 220VDC/24VDC – 5A
- Ngõ vào/ra: 24 vào / 20 ra
- Số lượng bước lập trình: 8000 bước
- Bộ đếm tốc độ cao: Bộ đếm 6 kênh mặc định 8k (Đếm 1 chiều
- Phần mềm lập trình: GX Developer – GX-Work 2
- Cổng lập trình: DP9/RS232
Bộ nguồn cấp
Nguồn 220VAC cấp cho hệ thống: là nguồn xoay chiều lấy từ lưới điện có tần số 50Hz. Với nguồn cấp là VAC, và động cơ DC với dòng tải 5A nên nhóm chọn nguồn tổ ong với thông số kỹ thuật:
- Điện áp: 12 VDC
- Dòng điện: 5 A
Relay trung gian
Là loại thiết bị có chức năng chuyển mạch tín hiệu điều khiển và khuếch đại chúng với kích thước nhỏ. Thiết bị được lắp đặt ở vị trí trung gian nằm giữa thiết bị điều khiển công suất nhỏ và thiết bị công suất lớn hơn. Vai trò cách ly mạch điều khiển với mạch động lực, cách ly cấp điện áp… Trên thị trường với nhiều relay tùy theo nhu cầu sử dụng: Mức điện
áp hoạt động 12VDC, và số tiếp điểm sử dụng nên ta chọn sử dụng 2 relay trung gian
- Điện áp: 12 VDC
- Số chân: 8
Hình 3.14. Nguồn 12VDC
Hình 3.15. Relay trung gian 12VDC
Cảm biến dừng tầng
Cảm biến dừng tầng được sử dụng trong mô hình là cảm biến tiệm cận LJ12A3-4- ZBX NPN phản ứng khi có vật ở gần cảm biến. Đặc biệt cảm biến này hoạt động tốt ngay
cả trong những môi trường khắc nghiệt. Cảm biến tiệm cận chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động hoặc xuất hiện của vật thể thành tín hiệu điện.
Cảm biến tiệm cận hoạt động theo nguyên lý trường điện từ phát ra xung quanh cảm biến và gặp vật thể thì nó sẽ phát tín hiệu truyền về bộ xử lý. Với giá thành rẻ, thiết bị gọn gàng đáp ứng đầy đủ chức năng của mô hình nên trong mô hình sử dụng cảm biến tiệm cận LJ12A3-4-ZBX NPN để nhận biết tiếp điểm tín hiệu giúp nhận biết vị trí cabin
và đóng mở cửa của thang máy.
- Điện áp hoạt động: 6VDC – 36VDC.
- Kích thước: M12x1x55mm
- Ngõ ra: NPN, 3 dây
- Đầu ra: Thường mở NO
- Khoảng cách phát hiện: 4 (mm)
- Phát hiện các đối tượng: Kim loại / sắt
Hình 3.16. Cảm biến tiệm cận Nút nhấn, đèn báo
Là loại công tắc đơn giản để đóng ngắt các thiết điện, máy móc hoặc điều khiển hoạt động các thiết bị điện tử…Trong thang máy nút nhấn sử dụng để chọn tầng bên trong buồng thang hoặc gọi thang lên xuống ở từng tầng. Để tối ưu chi phí và thuận lợi cho quá trình thao tác đấu nốim cho mô hình, nhóm lựa chọn nút bấm tích hợp đèn báo AL6-M
- Điện áp: 24 VDC
- Dòng điện: 5 A
Hình 3.17. Nút nhấn tích hợp đèn báo Led 7 đoạn.
Sử dụng để hiện thị số tầng thang máy. Để tối ưu chi phí và thuận lợi cho quá trình thao tác đấu nốim cho mô hình, nhóm lựa chọn led 7 đoạn thanh anot chung.
- Số chân: 10 chân
- Điện áp: 5 V
- Kích thước: 0.56 inch
Hình 3.18. Led 7 đoạn.
Mạch điều khiển
Với giá thành không quá đắt, và điện áp sử dụng thấp để điều khiển động cơ đóng mở của thang và led 7 đoạn. Nên chọn mạch điều khiển là NodeMCU ESP 8266
Hình 3.19. Mạch điều khiển
Thông Số Kỹ Thuật:
- Microcontroller: ESP8266EX
- Điện áp hoạt động: 3.3V DC
- Số chân I/O: 17 chân GPIO
- Kết nối mạng: WiFi 802.11 b/g/n
- Giao diện mạng: TCP/IP
- Đồng hồ thời gian thực (RTC): không tích hợp
- Bộ nhớ trong: 4MB
- RAM: 80KB
- Cổng nạp: Micro-USB
- Kích thước: 49 x 24.5 x 13mm
Modul tăng áp và hạ áp
Với nhu cầu sử dụng điện áp thấp cho mạch và led 7 đoạn ta chọn sử dụng mạch hạ áp với thông số:
- Dòng điện: 1,3 A
- Điện áp hạ: 12 - 5 V
Hình 3.20. Modun hạ áp
Với nhu cầu sử dụng điện áp cao cho đèn và nút ấn ta chọn sử dụng mạch tăng áp với thông số:
- Điện áp tăng: 12 – 24 V
Hình 3.21. Modul tăng áp
Để mô hình đáp ứng được tính thầm mỹ cao cũng như gia thành hợp lý nhóm chọn làm
mô hình với một số vật liệu sau:
Nhựa mica:
Thông số kỹ thuật:
- Tên gọi: tấm nhựa Mica Đài Loan Trắng Sữa
- Kích thước chiều rộng: 1220mm
- Kích thước chiều dài: 2440mm
- Độ dày: 2mm
- Màu sắc: trắng sữa
Nhôm định hình 20x20
Thông số kỹ thuật:
- Mã sản phẩm: LV2020AL
- Chất liệu: nhôm
- Màu sắc: trắng
- Được phủ anode bảo vệ chống oxi hóa.
- Cao x rộng: 20mm x 20mm.
Hình 3.22. Tấm nhựa mica
- Trọng lượng ước tính: 0.432 kg/m.
- Thể tích ước tính: 159.3mm³.
- Độ thẳng: 0.3 x L/300.
- Độ bằng phẳng: 0.004.
- Rảnh nhôm: M6, 6.2mm.
- Tõm lỗ: M5, ỉ5.
- Cạnh ngoài có độ dày: 2mm
- Vật liệu: 6063-T5
Hình 3.23. Nhôm định hình 20x20 Dây cáp tải nâng hạ cabin: ta sử dụng dây dù 5mm
Hình 3.24. Dây cáp tải APTOMAT:
Thông số kỹ thuật:
- Tiêu chuẩn: IEC 60898
- Mã sản phẩm: YCB6H-63
- Dòng định mức: 10A
- Điện áp: 230/400 VAC
- Dòng ngắn mạch: 6KA
Hình 3.25. Atomat Con lăn trượt cửa:
Hình 3.26.Con lăn trượt cửa