Khi thang máy có chiều cao nâng lớn trọng lượng của cắp điện và cáp nâng làđáng kể người ta dùng cáp hoặc xích cân bằng đề bù trừ lại phần trọng lượng của cápđiện và cáp nâng trọng lượng
CÁC YÊU CẦU VỀ THANG MÁY
Giới thiệu chung về thang máy
Thang máy là thiết bị chuyên dụng để vận chuyển người và hàng hóa theo phương thẳng đứng, đảm bảo hiệu quả trong việc di chuyển tại các tòa nhà cao tầng và trong nhà máy hiện đại Nó đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp như khai thác hầm mỏ, xây dựng, luyện kim và công nghiệp nhẹ, giúp vận chuyển hàng hóa, sản phẩm và công nhân đến các vị trí làm việc có độ cao khác nhau Thang máy đã thay thế sức lực con người và góp phần nâng cao năng suất lao động một cách đáng kể.
Thang máy chở người là phương tiện giao thông tối ưu cho các công trình cao tầng, giải quyết bài toán giao thông khó khăn hiệu quả Với đặc điểm vận chuyển nhanh chóng trong từng chu kỳ, thang máy có tần suất hoạt động liên tục, giúp tối ưu hóa hiệu suất vận chuyển Ngoài kiểu dáng cabin sang trọng, thoáng đãng và vận hành êm ái, việc đảm bảo các thiết bị an toàn đầy đủ như hệ thống chiếu sáng dự phòng, điện thoại nội bộ, chuông báo và bộ hãm bảo hiểm là điều kiện cần thiết để đảm bảo độ tin cậy và an toàn khi sử dụng.
Trong sinh hoạt dân dụng, thang máy được sử dụng rộng rãi trong các toà nhà cao tầng, cơ quan, khách sạn
Thang máy là thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt do liên quan trực tiếp đến tính mạng con người, và yêu cầu chung khi thiết kế, chế tạo, lắp đặt, sử dụng, sửa chữa đều phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn Trong quá khứ, thang máy tại Việt Nam chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp để chở hàng và còn ít phổ biến trong đời sống thường nhật Tuy nhiên, trong bối cảnh nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, nhu cầu sử dụng thang máy trong mọi lĩnh vực ngày càng tăng, góp phần thúc đẩy sự hiện diện của thiết bị này trong các công trình dân dụng và thương mại.
+ Cabin ( buồng thang ): là nơi để thang máy chứa người hoặc hàng hóa
+ Buồng máy: là nơi chứa động cơ, bộ tời kéo, bộ hạn chế tốc độ
+ Giếng thang: là khoảng không gian để Cabin và đối trọng di chuyển lên xuống nhờ dây cáp và thanh ray dẫn hướng
Bộ hãm bảo hiểm là cơ cấu giúp dừng và giữ Cabin hoặc đối trọng trên ray dẫn hướng trong trường hợp vận tốc vượt quá giới hạn cho phép hoặc khi cáp treo bị đứt, đảm bảo an toàn tối đa cho hệ thống cáp treo.
+ Đối trọng: là một vật có khối lượng nặng hơn buồng thang dùng để giảm tiêu thụ năng lượng hoặc để đảm bảo truyền lực kéo bằng ma sát.
+ Hố giếng: là phần giếng thang phía dưới mặt sàn tầng dừng thấp nhất , phục vụ cho việc bảo dưỡng, sửa chữa, điều chỉnh
Phân loại thang máy
1.2.1 Phân loại theo chức năng:
+ Thang máy chở người trong các toà nhà cao tầng: Có tốc độ trung bình hoặc lớn Đòi hỏi vận hành êm, an toàn và mỹ thuật.
Thang máy sử dụng trong bệnh viện cần đảm bảo an toàn tuyệt đối và vận hành êm ái để đảm bảo quá trình di chuyển nhanh chóng và hiệu quả, đáp ứng các nhu cầu đặc thù của bệnh nhân Kích thước cabin phải đủ lớn để chứa băng ca hoặc giường của bệnh nhân, cùng với bác sĩ, nhân viên y tế và trang thiết bị đi kèm, giúp tối ưu hóa công tác vận chuyển và chăm sóc sức khỏe.
Thang máy chở hàng có điều khiển được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp nhờ khả năng dừng chính xác của ca bin, giúp đảm bảo quá trình vận chuyển hàng hóa lên xuống thuận tiện và an toàn.
Thang máy trong hầm mỏ xí nghiệp được thiết kế để đáp ứng các điều kiện làm việc khắc nghiệt trong môi trường công nghiệp Chúng có khả năng chịu đựng tác động của độ ẩm cao, nhiệt độ biến đổi liên tục và thời gian vận hành lâu dài Ngoài ra, thang máy còn được cấu tạo để chống ăn mòn do hóa chất, đảm bảo độ bền và an toàn trong quá trình sử dụng.
+ Thang máy dùng trong nhà ăn, thư viện. a Thang máy chở người:
- Gia tốc cho phép được quy định theo cảm giác của hành khách: a 1,5 m/g2
- Dùng trong các toà nhà cao tầng: loại này có tốc độ trung bình hoặc lớn, đòi hỏi vận hành êm, an toàn và có tính mỹ thuật
Trong bệnh viện, việc sử dụng thiết bị cần đảm bảo an toàn tuyệt đối và tối ưu về độ êm khi dịch chuyển để không gây tác động tiêu cực đến bệnh nhân và nhân viên y tế Thời gian dịch chuyển phải được thực hiện nhanh chóng, hiệu quả, phù hợp với yêu cầu cấp bách của từng trường hợp Đồng thời, tính ưu tiên của các nhiệm vụ cũng cần được xác định rõ ràng, đảm bảo quy trình vận hành thuận lợi, an toàn và tuân thủ các tiêu chuẩn y tế nghiêm ngặt.
Trong các hầm mỏ, xí nghiệp, thiết bị cần đáp ứng các điều kiện làm việc khắc nghiệt như tác động của môi trường khắc nghiệt, độ ẩm cao, nhiệt độ biến đổi, thời gian hoạt động kéo dài và sự ăn mòn Thang máy chở hàng được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp và kinh doanh, đòi hỏi độ chính xác cao trong quá trình dừng để đảm bảo vận chuyển hàng hóa lên xuống thuận tiện và an toàn.
1.2.2 Phân loại theo tải trọng:
+ Thang máy loại nhỏ Q < 160 kG
+ Thang máy trung bình Q = 500 2000 kG
+ Thang máy loại lớn Q > 2000 kG
1.2.3 Phân loại theo tốc độ di chuyển:
+ Thang máy chạy tốc độ trung bình v = ( 0,75 1,5 ) m/
Cấu tạo chung của thang máy chở người
Thang máy có nhiều loại khác nhau nhưng đều gồm các bộ phận chính như cabin và hệ thống treo cabin, cơ cấu mở cửa cabin, bộ hãm bảo hiểm, cáp nâng đối trọng, hệ thống cân bằng, hệ thống ray dẫn hướng và tủ điều khiển điện.
Hình 1.1 trình bày kết cấu bố trí thiết bị của thang máy chở người phổ biến nhất, sử dụng hệ thống dẫn động bằng tời điện và puli dẫn cáp bằng ma sát Thang máy bao gồm các bộ phận chính như hệ thống tời điện, puli dẫn cáp và các bộ phận cơ khí cấu thành giúp đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả Đây là mô hình cấu tạo thang máy thông dụng, dễ vận hành và bảo trì.
1-Thanh dẫn hướng 2-Gọng kìm.
3-Khung của buồng thang 4-Puli quấn cáp. 5-Hộp giảm tốc 6-Động cơ.
9-Thanh dẫn hướng 10- Cáp treo
Tất cả các thiết bị điện của thang máy được lắp trong buồng thang và buồng máy.
Buồng máy thường được bố trí ở tầng trên cùng của giếng thang máy, giúp dễ dàng vận hành và bảo trì hệ thống Hố giếng của thang máy tại dự án số 11 là khoảng không gian từ mặt bằng sàn tầng một đến đáy giếng, và nếu độ sâu vượt quá 2m, cần lắp đặt cửa ra vào để đảm bảo an toàn Để nâng hạ buồng thang, hệ thống sử dụng động cơ 6, được kết nối trực tiếp với cơ cấu nâng hoặc qua hộp giảm tốc để điều chỉnh tốc độ và lực kéo Trong đó, nếu kết nối trực tiếp, buồng thang sẽ treo lên pully quấn cáp, còn nếu kết nối gián tiếp, giữa pully và động cơ có lắp hộp giảm tốc với tỉ số truyền từ 18 đến 120, giúp kiểm soát quá trình nâng hạ một cách an toàn và hiệu quả.
Khung của buồng thang 3 được treo lên puli quấn cáp bằng kim loại 4 (thường dùng một đến bốn sợi cáp ).
Buồng thang luôn luôn được giữ theo phương thẳng đứng nhờ có giá treo
Trong hệ thống thang máy, 7 và các con trượt dẫn hướng là các loại puli trượt được bọc cao su bên ngoài nhằm giảm thiểu ma sát và tiếng ồn Buồng thang và đối trọng di chuyển dọc theo chiều cao của thành giếng nhờ vào các thanh dẫn hướng số 9, đảm bảo sự vận hành ổn định và an toàn cho toàn bộ hệ thống.
Buồng thang có trang bị bộ phanh bảo hiểm ( phanh dù )
1.3.1 Hệ thống điện của thang máy: a Mạch động lực:
Hệ thống điều khiển của thang máy đóng vai trò là bộ não của toàn bộ cơ cấu dẫn động, có nhiệm vụ điều khiển việc đóng mở cửa và đảo chiều động cơ cũng như phanh của bộ tời, đảm bảo an toàn và chính xác trong quá trình vận hành Hệ thống này phải có khả năng điều chỉnh tốc độ chuyển động của cabin để tạo ra trải nghiệm mượt mà và an toàn cho người dùng, đồng thời đảm bảo việc dừng chính xác, êm dịu khi thang máy kết thúc hành trình Mạch điều khiển là thành phần then chốt, giúp hệ thống hoạt động ổn định, tối ưu hiệu suất và đảm bảo các chức năng của thang máy được thực hiện chính xác theo tiêu chuẩn an toàn.
Hệ thống điều khiển thang máy là bộ phận chịu trách nhiệm thực hiện các chương trình điều khiển phức tạp, đảm bảo hoạt động chính xác theo yêu cầu Nó lưu giữ các lệnh di chuyển của cabin, các lệnh gọi tầng và thực hiện các lệnh này theo thứ tự ưu tiên đã định, và sau khi hoàn thành, hệ thống sẽ xóa bỏ lệnh đã thực hiện Hệ thống còn có nhiệm vụ xác định và ghi nhớ liên tục vị trí, hướng chuyển động của cabin để đảm bảo vận hành an toàn và chính xác Mạch tín hiệu giúp truyền tải các lệnh và dữ liệu điều khiển giữa các thành phần của hệ thống, đảm bảo quá trình hoạt động trơn tru và hiệu quả.
Hệ thống đèn tín hiệu có ký hiệu thống nhất nhằm báo hiệu trạng thái hoạt động của vị trí và hướng chuyển động của cabin, đảm bảo an toàn và dễ nhận biết trong quá trình vận hành Mạch chiếu sáng là thành phần then chốt trong hệ thống này, cung cấp ánh sáng rõ ràng để cảnh báo và hướng dẫn các thao tác của người vận hành Việc duy trì và kiểm tra định kỳ mạch chiếu sáng giúp đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, giảm thiểu rủi ro trong quá trình sử dụng.
Là hệ thống chiếu sáng cho cabin buồng máy và hố thang e Mạch an toàn:
Là hệ thống các công tác, rơle tiếp điểm nhằm đảm bảo an toàn cho người và hàng hóa khi thang máy hoạt động
1.3.2 Thiết bị cơ khí của thang máy: a Ray dẫn hướng: Được lắp đặt dọc theo giếng thang để hướng dẫn cho cabin và đối trọng chuyển động dọc theo giếng thang Đảm bảo cho cabin và đối trọng luôn nằm đúng vị trí trong giếng thang, Ray hướng dẫn phải đủ vững để giữ trọng lượng cabin và đối trọng Là bộ phận quan trọng quyết định việc chuyển động của thang máy b Giảm chấn:
Giảm chấn là thiết bị cơ khí an toàn được sử dụng để hạn chế các chấn động trong hệ thống thang máy Chúng được lắp đặt dưới hố thang nhằm dừng và đỡ cabin hoặc đối trọng khi quá trình di chuyển vượt quá giới hạn cho phép, đảm bảo an toàn cho người dùng và thiết bị Hiện nay, giảm chấn có hai loại chính, phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật khác nhau của hệ thống thang máy.
- Giảm chấn lò xo: Được dùng thông dụng cho loại thang máy có tốc độ chậm từ 0,5-1m/s
Hình 1.2 Giảm chấn lò xo và giảm chấn thủy lực
- Giảm chấn thủy lực: là loại tốt nhất thường được dùng cho loại thang máy có tốc độ lớn hơn 1m/s 2
+ Là bộ phận mang tải của thang máy
+ Kết cấu chịu lực khung cabin
+ Các vách che, sàn, trần tạo thành buồng cabin.
Khung cabin gồm khung đứng và khung nằm liên kết với nhau bằng bulong để tạo thành cấu trúc chắc chắn Khung đứng được làm từ dầm trên, dầm dưới bằng thép chữ U, kết nối với các thanh thép góc bằng bulong để hình thành khung kín Khung nằm dựa vào dầm dưới của khung đứng để tạo thành sàn cabin; hệ thống này giúp đảm bảo sự ổn định và an toàn Dầm dưới của khung đứng liên kết với hệ thống treo cabin nhằm đảm bảo cáp treo có độ căng đều nhau, tăng tính ổn định khi vận hành Đối với các cabin có kích thước lớn, khung đứng và khung nằm còn được liên kết thêm bằng các thanh giằng để nâng cao độ cứng vững Trên khung cabin còn được lắp đặt hệ thống tay đòn tại đầu các dầm trên và dầm dưới của khung đứng, có các ngầm dẫn hướng giúp phương hướng di chuyển của cabin diễn ra suôn sẻ và an toàn.
Hệ thống dẫn hướng cho cabin và đối trọng trong giếng thang giúp chúng chuyển động trơn tru theo ray dẫn hướng, với hai loại ngàm dẫn hướng chính là ngàm trượt và ngàm con lăn Ngàm trượt có kết cấu đa dạng, phù hợp với các hãng thang máy khác nhau, sử dụng má trượt tự lựa phù hợp với bề mặt ray dẫn hướng để giảm tiếng ồn và mài mòn Ưu điểm của ngàm trượt bao gồm khả năng hoạt động êm ái, ít gây tiếng ồn, chịu mài mòn tốt và yêu cầu bôi trơn ít hơn, góp phần nâng cao hiệu suất vận hành của hệ thống.
Hệ thống treo cabin được lắp với dầm trên khung đứng trong hệ thống khung chịu lực của cabin Có hai loại hệ thống treo:
Hệ thống treo kiểu tay đòn sử dụng cáp chùng để điều chỉnh lực tăng của dây cáp, giúp duy trì sự ổn định và an toàn cho thang Khi cáp chùng quá tải, tay đòn sẽ nghiêng để kích hoạt tiếp điểm an toàn, giúp ngắt mạch điện và ngăn thang hoạt động nhằm đảm bảo an toàn cho người sử dụng Thiết kế của hệ thống treo tay đòn cho phép tự động điều chỉnh lực căng cáp với độ tin cậy cao, nâng cao hiệu quả vận hành và giảm thiểu rủi ro sự cố.
3 Tay đòn 4 Công tắc hành trình
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
- Trần, sàn và vách cabin phải kín.
- Đảm bảo độ bền cứng cần thiết để lắp đặt các trang thiết bị và cơ cấu đóng mở cửa.
- Đảm bảo thông gió tôt có thiết bị liên lạc với bên ngoài và cửa thoát hiểm. g Hệ thống cửa cabin và cửa tầng:
+ Các yêu cầu an toàn đối với hệ thống cửa
+ Độ cứng bền và được lắp đặt kín khít.
+ Có khả năng chống cháy.
+ Có trang bị khóa để hành khách không tự mở cửa bên ngoài.
+ Có tiếp điểm điện an toàn để thang máy chỉ hoạt động khi cửa đã được đóng.
1.3.3 Hệ thống động học trong thang máy: a Đối trọng, cáp nâng, cáp điện, xích cân bằng:
Các bộ phận cân bằng trong thang máy đóng vai trò quan trọng trong việc giữ cân bằng giữa trọng lượng của cabin và tải trọng nâng Lựa chọn sơ đồ động học và trọng lượng của hệ thống cân bằng ảnh hưởng trực tiếp đến momen tải trọng, công suất của động cơ dẫn động và lực căng lớn nhất của cáp nâng Điều này cũng tác động đến khả năng kéo của puly ma sát, đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của thang máy.
CHỌN THIẾT BỊ TRONG SƠ ĐỒ TRUYỀN ĐỘNG
Giới thiệu về động cơ không đồng bộ
Động cơ không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, trong đó tốc độ quay của rôto khác biệt so với tốc độ của từ trường chính Các loại động cơ không đồng bộ gồm có một pha, hai pha và ba pha, với công suất trên 600W thường là loại ba pha, còn các loại dưới 600W thường là hai pha hoặc một pha Cấu tạo của động cơ không đồng bộ bao gồm hai bộ phận chính là Stato và rôto, cùng với vỏ máy, nắp máy và trục máy để đảm bảo hoạt động ổn định.
2.1.1 Cấu tạo của Stato ( phần tĩnh ):
Stato gồm hai phần chính là lõi thép và dây quấn, trong đó lõi thép dạng hình trụ được làm từ các lá thép kỹ thuật điện dập rãnh và ghép lại để tạo thành các rãnh theo hướng trục, sau đó ép vào vỏ máy Dây quấn Stato thường làm bằng dây đồng có lớp cách điện, đặt trong các rãnh của lõi thép nhằm đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động Khi dòng điện xoay chiều ba pha chạy qua dây quấn Stato, nó sẽ tạo ra từ trường quay, đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng điện thành cơ năng trong máy điện.
2.1.2 Cấu tạo của Roto ( phần quay ):
Rôto là bộ phận quay của máy, gồm lõi thép, dây quấn và trục máy, đóng vai trò quan trọng trong quá trình hoạt động của thiết bị Lõi thép rôto được chế tạo từ các lá thép kỹ thuật điện ghép lại, có dập rãnh ở mặt ngoài để đặt dây quấn, giúp tăng hiệu suất truyền từ trường Trong lõi thép còn có các lỗ để gắn trục, đảm bảo sự cân bằng và ổn định trong quá trình quay Dây quấn rôto có hai loại chính là rôto dây quấn và rôto ngắn mạch (hay còn gọi là rôto lồng sóc), phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau trong các máy điện.
Rôto lồng sóc gồm các thanh đồng hoặc thanh nhôm đặt trong rãnh và bị ngắn mạch bởi hai vòng ngắn mạch ở hai đầu
Dây quấn rôto được quấn giống như dây quấn Stato ba pha, có cùng số cực từ để đảm bảo hoạt động đồng bộ Rôto luôn đấu sao với ba đầu ra kết nối vào ba vành trượt, giúp truyền tải dòng điện hiệu quả Các vành trượt gắn chắc vào trục quay của rôto và được cách điện để đảm bảo an toàn và độ bền của máy.
2.1.3 Cấu tạo của vỏ máy:
Vỏ máy được làm từ gang hoặc nhôm, giúp cố định lõi thép và giữ chắc máy trên bệ Hai đầu của vỏ máy được trang bị nắp và ổ bi để đỡ trục, đảm bảo hoạt động trơn tru của máy Ngoài ra, vỏ máy còn có tác dụng bảo vệ các bộ phận bên trong khỏi tác nhân bên ngoài, nâng cao độ bền và an toàn cho thiết bị.
2.1.4 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ:
Khi có dòng điện ba pha chạy trong dây quấn Stato, xuất hiện từ trường quay trong khe hở không khí với tốc độ n1 = 60f1/p, nơi f1 là tần số lưới điện và p là số đôi cực từ của máy Từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch trên lõi sắt Rôto, tạo cảm ứng trong dây quấn Rôto và sinh ra sức điện động Do Rôto kín mạch, dòng điện chạy qua dây quấn Rôto và tạo ra từ thông do dòng điện này hợp thành từ thông tổng ở khe hở Từ thông do dây quấn Rôto sinh ra tác dụng với từ thông khe hở, sinh ra mômen quay rôto và làm cho rôto quay với tốc độ n.
Chọn động cơ điện
Để có thể tính chọn được công suất động cơ truyền động cho thang máy ta có các thông số sau :
+ Sơ đồ động học của thang máy
+ Tốc độ: v = 0,5 m/ + Trọng lượng buồng thang:Gbt = 680 kg
+ Trọng lượng tải định mức: Gđm = 630 kg + Chiều cao tầng: 3,4 m + Gia tốc: a = 1,5 m/s 2 + Đường kính pu li kéo cáp: D = 0,3 m
+ Hiệu suất bộ truyền lực : = 0,8
Hình 2.1 Sơ đồ động học của thang máy
Xác định phụ tải tĩnh
Phụ tải tĩnh là tải trọng gây ra bởi trọng lượng của cabin, tải trọng, đối trọng và cáp khi ở trạng thái đứng yên Các yếu tố này tác dụng lên trục của động cơ thông qua hệ thống puli, hộp giảm tốc, giúp đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống nâng hoặc di chuyển Hiểu rõ phụ tải tĩnh là rất quan trọng để thiết kế và vận hành các thiết bị nâng, đảm bảo an toàn và độ bền của cấu trúc.
- Công suất tĩnh của động cơ khi nâng tải không dùng đối trọng :
Gbt : Khối lượng buồng thang ( Cabin ) (kg)
Gđt : Khối lượng đối trọng (kg)
K : Hệ số ma sát giữa đối trọng và thanh dẫn hướng
: Hiệu suất cơ cấu nâng
- Công suất tĩnh của động cơ khi nâng tải có dùng đối trọng :
- Công suất tĩnh của động cơ khi hạ tải có dùng đối trọng :
- Khối lượng của đối trọng Gđt = Gbt + G ;
Trong đó là hệ số cân bằng phụ tải = 0,35 0,4.
2.4 Xác định hệ số đóng điện tương đối: Để xác định hệ số đóng điện tương đối, ta phải vẽ được đồ thị phụ tải tĩnh của cơ cấu Xét thang máy luôn làm việc với tải định mức: Gđm = 630 kg tương đương với 12 người. Để đơn giản, ta cho rằng qua mỗi tầng thang máy chỉ dừng một lần để đón, trả khách Ta có các thời gian giả định như sau:
Thời gian ra, vào cabin thang máy được tính gần đúng là 1 giây cho mỗi người, đảm bảo tính chính xác trong quá trình vận hành Thời gian mở cửa buồng thang là 1 giây, giúp hành khách có thể ra vào thuận tiện và nhanh chóng Thời gian đóng cửa buồng thang cũng là 1 giây, giữ cho quá trình di chuyển diễn ra trơn tru và an toàn Giả sử tại mỗi tầng chỉ có một người ra và một người vào, điều này giúp tối ưu hóa thời gian chờ và nâng cao hiệu quả vận hành của hệ thống thang máy.
Thời gian khởi động động cơ để thang máy có vận tốc V = 0,5m/s là: t kđ = = = 0,3s
Sau thời gian này Cabin đi được quãng đường là:
Thời gian hãm Cabin khi dừng ở mỗi tầng là t hãm = = = 0,3s
Sau thời gian này Cabin đi được quãng đường :
thời gian Cabin đi với vận tốc đều V = 0,5m/s ở giữa mỗi tầng là:
Vậy thời gian làm việc của thang máy giữa 2 tầng kế nhau là: t lv = tkđ + t + thãm = 0,3 + 6,53 + 0,3 = 7,13
Khi tất cả 12 người ra khỏi thang máy ở tầng trên cùng (tầng 7), ngay lập tức có 12 người khác lên để xuống các tầng dưới Thời gian nghỉ tại giai đoạn này được tính là t0 = 0,3s cộng với thời gian di chuyển của 12 người xuống các tầng dưới, mỗi lượt là 0,3s, cộng thêm thời gian chờ tổng cộng là 7,8 giây.
Khi đi xuống, do V và a không đổi, nên tlv và t giống như khi đi lên
Khi tất cả 12 người rời khỏi thang máy tại tầng dưới cùng (tầng 1), sau đó có 12 người khác tiếp tục vào để di chuyển lên các tầng trên Quá trình này đảm bảo thời gian nghỉ ở giai đoạn này là t’0 = t0 = 7,8 giây, phản ánh hiệu quả vận hành của hệ thống thang máy trong việc chuyển đổi số lượng hành khách.
Vậy ta có đồ thị phụ tải trong một chu kỳ lên - xuống như sau :
Hình 2.2 : Đồ thị phụ tải Với chu kỳ làm việc:
Từ đồ thị phụ tải ta tính được hệ số đóng điện tương đối:
Vậy hệ số đóng điện tương đối của phụ tải là 55,2%.
2.5 Chọn động cơ : Để chọn động cơ, ta tính công suất đẳng trị gây nên trên trục động cơ:
Vậy phụ tải thang máy có:
Ta chọn hệ số đóng điện tiêu chuẩn tc% = 100% Như vậy phải hiệu chỉnh công suất:
Ta chọn động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc kiểu MTR012_6; cách điện cấp E,B
Có các thông số sau:
Pđm = 2,2 KW Rst = 3,6 () nđm = 875 vg/ph Xst = 2,58 ()
Mô men quán tính của rôto: J = 0,0275 Kgm 2
Khối lượng của động cơ : Q = 53 Kg
CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG
Khái quát
Trong bối cảnh ngày càng phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật truyền động điện, các hệ thống truyền động đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực sản xuất Chúng giúp thúc đẩy quá trình sản xuất phát triển, giảm chi phí lao động trong công nghiệp nặng và các ngành công nghiệp độc hại Nhờ vào độ chính xác cao và khả năng tự động điều khiển, các hệ thống truyền động hiện đại đã đáp ứng các yêu cầu thực tế của ngành công nghiệp một cách hiệu quả.
Trong thiết kế hệ truyền động thang máy, yêu cầu cơ bản là đảm bảo buồng thang chuyển động êm dịu, tránh gây khó chịu cho hành khách và hạn chế va đập hàng hóa trong quá trình khởi động và dừng tầng Việc hạn chế gia tốc là yếu tố quan trọng để giảm độ giật của thang máy, giúp hành khách cảm thấy thoải mái hơn trong quá trình sử dụng Động cơ sử dụng để kéo dây cáp trong thang máy là loại động cơ có khả năng điều chỉnh tốc độ và đảo chiều quay, phù hợp với quá trình nâng, hạ của hệ thống Để truyền động cho động cơ thang máy hiệu quả, có thể lựa chọn phương án phù hợp nhằm đảm bảo hoạt động ổn định, an toàn và êm ái cho hệ thống.
3.1.1 Dùng hệ truyền động một chiều có điều chỉnh tốc độ:
Hệ truyền động dùng trong động cơ một chiều thường sử dụng các phương pháp như hệ truyền động chỉnh lưu Triristo, giúp điều khiển tốc độ và hướng quay của động cơ một cách linh hoạt Trong đó, phương án phổ biến là sử dụng hệ truyền động chỉnh lưu Triristo kết hợp với động cơ có khả năng đảo chiều để đáp ứng các yêu cầu vận hành đa dạng Việc ứng dụng hệ truyền động này đảm bảo hiệu quả cao, kiểm soát chính xác và phù hợp cho nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau.
Có hai cách để thực hiện việc đảo chiều quay của động cơ điện một chiều :
- Giữ nguyên chiều dòng điện phần ứng và đảo chiều dòng kích từ của động cơ.
- Giữ nguyên chiều dòng kích từ và đảo chiều dòng điện phần ứng của động cơ.
Dưới đây là sơ đồ truyền động dựa trên hai nguyên tắc cơ bản, trong đó Sơ đồ 1 sử dụng một bộ biến đổi cấp nguồn cho phần ứng và đảo chiều quay bằng công tắc tơ chuyển mạch ở phần ứng, với từ thông giữ không đổi.
Hình 3.1 Sơ đồ truyền động đảo chiều quay bằng công tắc tơ chuyển mạch ở phần ứng
Loại này dùng cho công suất nhỏ, tần số đảo chiều thấp b Sơ đồ 2: Truyền động dùng hai bộ biến đổi cấp cho phần ứng động cơ
Hình 3.2 Sơ đồ truyền động dùng hai bộ biến đổi cấp cho phần ứng động cơ.
Hệ truyền động sử dụng hai bộ biến đổi nối song song ngược điều khiển chung có ưu điểm phù hợp cho mọi dải công suất, từ vừa đến lớn, và mang lại khả năng đảo chiều êm hơn Với tần số đảo chiều lớn, loại này đảm bảo hiệu quả hoạt động ổn định và bền bỉ trong các ứng dụng công nghiệp đa dạng.
Hình 3.3 trình bày sơ đồ truyền động sử dụng hai bộ biến đổi nối song song ngược với điều khiển chung, phù hợp cho các ứng dụng cần công suất vừa và lớn Trong khi đó, sơ đồ 4 mô tả hệ thống truyền động dùng hai bộ biến đổi nối theo sơ đồ chéo điều khiển chung, giúp thực hiện việc đảo chiều một cách êm ái và ổn định Các sơ đồ này được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu truyền động đa dạng với khả năng điều chỉnh linh hoạt và hiệu quả.
Hình 3.4 Sơ đồ truyền động dùng hai bộ biến đổi nối theo sơ đồ chéo điều khiển chung
Tuy nhiên kích thước cồng kềnh, vốn đầu tư và tổn thất lớn.
Mạch điều khiển của 4 loại sơ đồ này có thể chia làm hai loại chính :
Nguyên tắc hoạt động của hệ thống là khóa các bộ biến đổi mạch phần ứng để cắt dòng trước khi tiến hành chuyển mạch, giúp đảm bảo an toàn và ổn định trong quá trình điều khiển Quá trình này tạo ra một khoảng thời gian gián đoạn trong hệ thống, nhưng lại giúp tránh các xung nhiễu và quá dòng gây hỏng hóc thiết bị Các sơ đồ 1, 2, 3 đều tuân thủ nguyên tắc này để đảm bảo hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống điều khiển.
Khi điều khiển riêng có hai bộ diều khiển làm việc riêng rẽ với nhau
Trong quá trình hoạt động, chỉ có một bộ biến đổi có xung điều khiển hoạt động, trong khi bộ biến đổi kia bị khóa do không có xung điều khiển Khi đó, bộ biến đổi thứ nhất bị khóa hoàn toàn, dòng phần ứng bị triệt tiêu nhưng sức điện động phần ứng E vẫn duy trì giá trị dương Sau một khoảng thời gian, phát xung 2 mở bộ biến đổi thứ hai, cho phép đổi chiều dòng phần ứng và thực hiện chế độ hãm tái sinh cho động cơ.
Hệ truyền động có van đảo chiều điều khiển riêng sở hữu nhiều ưu điểm, đặc biệt là đảm bảo an toàn trong quá trình làm việc nhờ không có dòng cân bằng chảy giữa các bộ biến đổi Tuy nhiên, hệ thống đòi hỏi một khoảng thời gian trễ, trong đó dòng điện của động cơ bằng không, để đảm bảo hoạt động chính xác và an toàn.
Nguyên tắc hoạt động của hệ thống yêu cầu cả hai bộ biến đổi BĐ1 và BĐ2 đều nhận được xung mở tại cùng một thời điểm, chỉ có một bộ biến đổi cấp dòng cho chế độ nghịch lưu trong khi bộ kia đứng chế độ đợi Trong phương pháp điều khiển chung, mặc dù đảm bảo |Ed2| = |Ed1| nhằm không xuất hiện dòng cân bằng, nhưng giá trị tức thời của suất điện động ed1(t) và ed2(t) luôn khác nhau, dẫn tới sự xuất hiện của thành phần xoay chiều trong dòng điện cân bằng Để hạn chế dòng điện cân bằng này, thường sử dụng các cuộn kháng cân bằng Lcb giúp nâng cao hiệu quả vận hành của hệ thống.
+ Phương án 2: hệ truyền động dùng động cơ điện xoay chiều có điều chỉnh tốc độ:
Hệ truyền động sử dụng động cơ không đồng bộ 3 pha mang lại hiệu quả cao trong công nghiệp nhờ khả năng vận hành ổn định và độ bền vượt trội Động cơ không đồng bộ 3 pha chiếm tỷ lệ lớn trong các ứng dụng công nghiệp hiện nay, phản ánh sự phổ biến và đáng tin cậy của công nghệ này Với sự phát triển của công nghiệp chế tạo bán dẫn công suất và kỹ thuật điện tử, việc điều khiển động cơ không đồng bộ trở nên dễ dàng và chính xác hơn, giúp hệ truyền động cạnh tranh hiệu quả với hệ truyền động chỉnh lưu - triristo.
Động cơ KĐB có cấu tạo phần cảm và phần ứng không tách biệt, khác với động cơ một chiều Hiệu suất của động cơ phụ thuộc lớn vào từ thông và mô men sinh ra, đều chịu ảnh hưởng bởi các tham số kỹ thuật Điều này ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động và khả năng điều chỉnh của động cơ KĐB trong các ứng dụng công nghiệp và dân dụng.
Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền động điện động cơ không đồng bộ là hệ điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh
Trong công nghiệp thường sử dụng bốn hệ điều chỉnh tốc độ.
Các phương án điều chỉnh
3.2.1 Điều chỉnh công suất trượt: Đối với các hệ truyền động công suất lớn, tổn hao Ps là lớn Vì vậy để diều chỉnh được tốc độ vừa tận dụng được công suất trượt người ta dùng các sơ đồ điều chỉnh công suất trượt.
Trong các trường hợp điều chỉnh tốc độ ĐKB bằng cách làm mềm đặc tính mà vẫn giữ nguyên tốc độ không tải lý tưởng, công suất trượt được tiêu tán trên điện trở mạch rôto, giúp kiểm soát hiệu quả quá trình vận hành của motor Việc sử dụng điện trở mạch rôto để điều chỉnh tốc độ đảm bảo hoạt động ổn định, tăng tuổi thọ thiết bị và tối ưu hóa quá trình truyền động trong hệ thống điện.
Hình 3.5 Sơ đồ điều chỉnh công suất trượt
Khi công suất động cơ lớn, phần tổn hao điện năng là đáng kể Để tận dụng công suất tổn hao này, các sơ đồ chuyển đổi được sử dụng nhằm trả lại năng lượng về lưới điện Phương pháp này gọi là phương pháp công suất trượt Khi điều chỉnh công suất trượt, độ lớn của dòng điện phía rôto phụ thuộc hoàn toàn vào tải của động cơ, không chịu ảnh hưởng của góc điều khiển của bộ nghịch lưu.
3.2.2 Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho động cơ bằng các bộ biến đổi tần số Tiristor hay Tranzitor:
Biến tần là thiết bị chuyển đổi năng lượng điện xoay chiều từ tần số này sang tần số khác, giúp điều chỉnh tốc độ và công suất của các thiết bị điện Có hai loại biến tần chính: biến tần trực tiếp và biến tần gián tiếp, trong đó biến tần trực tiếp thực hiện quá trình chuyển đổi trực tiếp để kiểm soát hiệu quả các ứng dụng công nghiệp và dân dụng.
Biến tần trực tiếp có sơ đồ cấu trúc rất đơn giản
Hình 3.6 mô tả sơ đồ khối biến tần trực tiếp, trong đó điện áp xoay chiều đầu vào U1 có tần số f1 được truyền qua mạch van để cấp trực tiếp cho tải với tần số f2 Mặc dù biến tần này có hiệu suất biến đổi năng lượng cao, nhưng sơ đồ mạch van khá phức tạp với số lượng van nhiều, đặc biệt là trong hệ thống 3 pha Việc thay đổi tần số ra f2 gặp nhiều khó khăn và phụ thuộc nhiều vào tần số f1, thường chỉ điều chỉnh để f2 nhỏ hơn f1 Ngược lại, biến tần gián tiếp với khâu trung gian một chiều cung cấp khả năng kiểm soát tần số linh hoạt hơn, phù hợp cho các ứng dụng cần điều chỉnh tần số chính xác và ổn định.
Hình 3.7 Sơ đồ khối biến tần gián tiếp
Trong biến tần, điện áp xoay chiều đầu vào được chuyển thành một chiều nhờ mạch chỉnh lưu, sau đó qua một mạch lọc và biến trở lại thành điện áp xoay chiều với tần số f2 Việc chuyển đổi năng lượng hai lần này làm giảm hiệu suất của biến tần, nhưng lại cho phép thay đổi dễ dàng tần số f2 mà không phụ thuộc vào tần số f1, và tần số ra chỉ còn phụ thuộc vào mạch điều khiển Hiện nay, đa số các biến tần đều có khâu trung gian một chiều để tối ưu hóa quá trình chuyển đổi năng lượng và điều chỉnh tần số.
- Hiệu suất của hệ cao hơn so với phương pháp điều chỉnh xung điện trở rôto
- Mạch phức tạp về cấu trúc cả về mạch điều khiển và mạch lực
- Độ chính xác của phương pháp thường không cao
Biến tần gián tiếp nguồn áp :
Sơ đồ nguyên lý mạch lực của một bộ biến tần nguồn áp bao gồm 4 khối chức năng chính sau :
- Nghịch lưu độc lập nguồn áp NLĐL
- Động cơ không đồng bộ ĐK
Hình 3.8.Sơ đồ nguyên lý biến tần nguồn áp
Hình 3.9 : Đồ thị dạng xung ra của biến tần gián tiếp nguồn áp
Nghịch lưu gồm 6 khoá bán dẫn S1 đến S6 và 6 van không điều khiển D1 đến D6, được đóng cắt theo thứ tự nhất định để tạo thành điện áp xoay chiều 3 pha truyền đến động cơ chấp hành Các khoá nghịch lưu thường có góc dẫn là 180 độ, và thời điểm các khoá S1, S3, S5 bắt đầu dẫn lệch nhau 120 độ so với S2, S4, S6, tạo thành dạng điện áp dây dạng xung chữ nhật với độ rộng 120 độ.
Các khoá S là các khoá bán dẫn, ở các truyền động công suất nhỏ thường dùng tranzitor còn ở các truyền động công suất lớn thì dùng IGBT
Kết luận, dựa trên phân tích đã trình bày, cho thấy biến tần nguồn áp có ưu thế vượt trội trong truyền động thang máy về khả năng điều chỉnh tốc độ và độ trơn khi vận hành Chính vì lý do này, em đã lựa chọn sử dụng hệ truyền động biến tần gián tiếp nguồn áp trong dự án này để tận dụng những ưu điểm vượt trội của công nghệ này.
Điện áp ra trên tải được định hình sẵn, giúp đảm bảo ổn định trong quá trình vận hành Dòng điện tải còn lại ít phụ thuộc vào đặc tính của tải, mang lại hiệu quả hoạt động ổn định hơn Thiết bị này còn có khả năng làm việc ở chế độ không tải, phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau.
Điện áp ra dạng xung vuông kết hợp với dòng điện điều biến gần như hình sin mang lại hiệu quả cao trong truyền tải điện Việc điều chỉnh tần số điện áp ra trên tải diễn ra dễ dàng thông qua việc điều khiển qui luật mở van của phần nghich lưu, cho phép thay đổi tần số một cách linh hoạt mà không phụ thuộc vào lưới điện.
Hiện nay, nhiều hãng đã sản xuất sẵn các bộ biến tần chuyên dụng phù hợp với đa dạng loại động cơ, giúp tối ưu hiệu suất vận hành Chọn phương án sử dụng hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc mang lại nhiều lợi ích như kết cấu đơn giản, dễ vận hành, độ bền cao và chi phí đầu tư thấp Tuy nhiên, động cơ này có nhược điểm là dòng khởi động rất lớn, gấp 5-7 lần dòng điện định mức, gây ảnh hưởng tiêu cực đến các thiết bị khác, đồng thời giảm tuổi thọ của động cơ Việc sử dụng bộ biến tần để điều chỉnh tần số và điện áp đã giúp khắc phục nhược điểm này, đồng thời cho phép điều khiển chính xác tốc độ của động cơ theo yêu cầu Trong hệ truyền động thang máy, biến tần kết hợp với PLC thường được sử dụng để điều khiển hoạt động của thang máy một cách linh hoạt, hiệu quả.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY
Vấn đề tối ưu trong điều khiển thang máy
Trong các thang máy, các nút gọi được bố trí tại các tầng với thiết kế rõ ràng, gồm nút gọi lên và nút gọi xuống phù hợp với vị trí tầng Tầng trên cùng chỉ có nút gọi xuống, trong khi tầng 1 chỉ có nút gọi lên nhằm đảm bảo sự tiện lợi và an toàn cho người sử dụng Trong buồng thang, còn có bàn phím điều khiển gồm các nút ấn đến các tầng, cùng với các tính năng như đóng mở cửa nhanh và dừng khẩn cấp để đảm bảo an toàn khi cần thiết.
Hệ thống điều khiển thang máy phải tuân thủ một luật điều khiển tối ưu nhằm đáp ứng các yêu cầu về công nghệ, tiết kiệm năng lượng, giảm thời gian di chuyển và mang lại sự thoải mái cho hành khách Các tín hiệu gọi thang máy xuất hiện một cách ngẫu nhiên và không theo quy luật cố định, đặt ra thách thức trong việc xử lý hiệu quả Để phục vụ hành khách một cách tối ưu, hệ thống cần nhớ nhiều tín hiệu gọi cabin và xử lý chúng dựa trên các nguyên tắc của lý thuyết hàng đợi Điều này giúp nâng cao hiệu suất hoạt động của thang máy, giảm thiểu thời gian chờ đợi và tối ưu hóa quãng đường di chuyển của cabin.
Hệ thống hàng đợi là một hệ thống gồm các bộ phận phục vụ và khách hàng cần dịch vụ Khi khách hàng đến mà tất cả các bộ phận phục vụ đều đang bận, họ sẽ phải xếp hàng chờ đợi để nhận dịch vụ Hệ thống này giúp quản lý luồng khách hàng một cách hiệu quả, đảm bảo sự công bằng trong việc phục vụ.
4.1.2 Các đặc trưng cho hàng đợi:
+ Chiều dài hàng đợi: là số khách hàng có trong hàng đợi
Thời gian đợi là khoảng thời gian từ khi khách hàng đến hệ thống cho đến khi bắt đầu nhận dịch vụ, ảnh hưởng lớn đến trải nghiệm khách hàng Thời gian đợi có thể được hạn chế để nâng cao sự hài lòng, hoặc không hạn chế, tùy thuộc vào chiến lược phục vụ của doanh nghiệp Quản lý hiệu quả thời gian đợi giúp tối ưu hóa quy trình vận hành và tăng khả năng giữ chân khách hàng.
+ Luật sắp hàng: là phương thức chọn khách hàng trong hàng đợi Thông thường có các luật sắp hàng như sau:
1 Đến trước phục vụ trước 2 Đến sau phục vụ sau.
Khi sắp xếp hàng đợi gọi thang máy, cần lưu ý rằng một tầng có thể có nhiều tín hiệu gọi từ nhiều người khác nhau Do đó, để tối ưu hóa quá trình xử lý, hệ thống phải kiểm tra xem tín hiệu gọi thang có chưa tồn tại trong hàng đợi trước khi thêm mới vào, giúp tránh trùng lặp và giảm thiểu thời gian chờ đợi.
Khi hành khách ấn nút gọi tầng trong thang máy, thang máy sẽ dừng lại tại tầng đã chọn, nhưng nếu tầng này đã có trong hàng đợi, tín hiệu gọi sẽ được coi là đã phục vụ và cần loại bỏ khỏi danh sách hàng đợi để tránh nhầm lẫn Thang máy hoạt động theo nguyên tắc tối ưu về chiều chuyển động, nghĩa là khi đang di chuyển theo một chiều, nó sẽ phục vụ tất cả các yêu cầu trên hành trình hiện tại trước khi chuyển sang xử lý các lệnh ở các tầng thấp hơn hoặc cao hơn sau khi đã hoàn thành hành trình đó.
4.1.3 Yêu cầu chung về điều khiển: a Yêu cầu về kĩ thuật:
Thang máy cần dễ điều khiển, hoạt động tin cậy, có độ bền vững vượt trội và tuổi thọ cao, đảm bảo chính xác khi dừng ở vị trí sàn tầng Yêu cầu về an toàn là yếu tố quan trọng nhất đối với thang máy chở người, vì mất an toàn có thể gây nguy hiểm đến tính mạng hành khách; do đó, phần cơ khí và phần điện của thang máy phải được liên kết chặt chẽ bằng khóa liên động để đảm bảo an toàn trước khi các bộ phận điện hoạt động Ngoài ra, các yêu cầu về kinh tế cũng cần được cân nhắc để đảm bảo hiệu quả vận hành và tiết kiệm chi phí cho người sử dụng.
Thang máy phải có vốn đầu tư vừa phải tương ứng với loại nhà, chi phí vận hành ít. d Yêu cầu về công nghệ:
+ Thang máy phải dễ điều khiển và hiệu chỉnh ( tính đơn giản cao ).
+ An toàn tuyệt đối cho người và thiết bị.
+ Yêu cầu về dừng chính xác cao, không gây khó chịu cho hành khách, phạm vi điều chỉnh tốc độ từ 3:1 đến 10:1. e Yêu cầu về truyền động:
Có thể nói một trong những yêu cầu cơ bản đối với hệ truyền động thang máy là phải đảm bảo cho buồng thang chuyển động êm
Buồng thang chuyển động êm hay không phụ thuộc vào gia tốc khi mở máy và khi hãm.
Các tham số chính đặc trưng cho chế độ làm việc của thang máy là:
+ Tốc độ di chuyển của buồng thang: quyết định năng suất của thang máy, có ý nghĩa quan trọng, nhất là đối với các nhà cao tầng.
Đối với các tòa nhà cao tầng, việc sử dụng thang máy tốc độ cao (vật tốc độ 3,5 m/s) giúp giảm thời gian di chuyển và tối ưu hóa hiệu suất vận hành, tuy nhiên, việc tăng tốc độ này cũng làm tăng đáng kể chi phí đầu tư, gấp khoảng 4 đến 5 lần so với thang máy tốc độ thấp (0,75 m/s) Do đó, việc lựa chọn tốc độ thang máy phù hợp cần phải cân nhắc dựa trên chiều cao của tòa nhà để đạt được sự cân bằng giữa hiệu quả vận hành và chi phí đầu tư.
Tốc độ di chuyển trung bình của thang máy có thể được nâng cao bằng cách giảm thời gian mở máy và hãm máy, tức là tăng gia tốc Tuy nhiên, gia tốc quá lớn có thể gây cảm giác khó chịu cho hành khách như chóng mặt, sợ hãi hoặc nghẹt thở Do đó, gia tốc tối ưu cho thang máy nên duy trì ở mức a ≤ 2 m/s² để đảm bảo sự thoải mái và an toàn cho hành khách.
Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự di chuyển êm của buồng thang là tốc độ tăng của gia tốc khi mở máy và tốc độ giảm của gia tốc khi hãm máy, điều này được gọi là độ dật (ρ) Độ dật này quyết định mức độ rung động và ổn định của hệ thống trong quá trình hoạt động, giúp đảm bảo sự vận hành trơn tru và an toàn cho các thiết bị thang máy Việc kiểm soát và giảm thiểu độ dật là yếu tố then chốt để nâng cao trải nghiệm người dùng và tuổi thọ của hệ thống thang máy.
Khi gia tốc a 2 m/s 2 thì độ dật không được quá 20 m/s 3
Biểu đồ làm việc tối ưu của thang máy tốc độ trung bình và tốc độ cao biểu diễn dưới: s v
Mở máy Chế độ ổn định Hãm xuống tốc độ thấp Đến tầng Hãm dừng
Hình 4.1.Các đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của quãng đường s, tốc độ v và độ dật theo thời gian.
Biểu đồ trên chia làm 5 giai đoạn: mở máy, chế độ ổn định, hãm xuống tốc độ thấp, buồng thang đến tầng và hãm dừng.
+ Thang máy làm việc tin cậy trong mọi điều kiện nghiệt ngã của môi trường nhằm nâng cao năng suất, an toàn trong vận hành và khai thác.
Hình 4.2 Biểu diễn mối quan hệ giữa mômen cản tĩnh và tốc độ: M c = f()
Nhìn vào đồ thị ta thấy: Khi = 0 thì Mc lớn; Mc = ( 2 2,5) Mcđm f Yêu cầu về cơ cấu hãm:
+ Buồng thang không được rơi tự do khi mất điện hoặc đứt dây treo.
+ Cơ cấu hãm phải giữ buồng thang khi tốc độ di chuyển vượt quá (20 40)% tốc độ g Yêu cầu về mômen quán tính:
Phụ tải của thang máy chủ yếu là phụ tải thế năng, yêu cầu động cơ truyền động phải hoạt động hiệu quả trong các tác vụ ngắn hạn để đảm bảo an toàn và độ bền của hệ thống Trong quá trình vận hành, thang máy cần đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất hoạt động, đảm bảo tính linh hoạt và an toàn cho người dùng trong mọi tình huống.
Không được vận hành trong trạng thái bất thường, nếu cần đảo chiều phải êm, tốc độ không được giảm đột ngột.
Các bước thiết kế một hệ thống điều khiển dùng PLC
- Xác định qui trình công nghệ:
- Xác định đầu vào/ra:
Tất cả các thiết bị vào/ra bên ngoài đều được kết nối với bộ điều khiển lập trình (PLC), trong đó các cảm biến, nút ấn là các thiết bị vào, còn van điện từ, motor và bộ hiển thị là các thiết bị ra Việc xác định và định vị chính xác các thiết bị vào/ra cho từng ngõ vào/ra trên PLC là bước quan trọng trước khi tiến hành lập trình để đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác và hiệu quả.
Chương trình được viết theo sơ đồ bậc thang (ladder) phải theo sự hoạt động tuần tự từng bước của hệ thống.
- Nạp chương trình vào bộ nhớ:
Cấp nguồn cho bộ lập trình có điều khiển thông qua cổng I/O là bước đầu tiên quan trọng để đảm bảo hoạt động của hệ thống Tiếp theo, nạp chương trình vào bộ nhớ bằng bộ console lập trình hoặc máy tính có phần mềm lập trình hình thang, giúp dễ dàng điều khiển và kiểm soát quá trình nạp code Sau khi hoàn thành việc nạp chương trình, cần kiểm tra lại bằng cách chuẩn đoán để đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác và ổn định.
Trước khi nhấn nút start, cần đảm bảo các dây dẫn đã được kết nối đúng theo địa chỉ đến các thiết bị xuất và nhập, để PLC hoạt động chính xác Trong quá trình điều khiển, nếu xảy ra lỗi, máy tính hoặc bộ console sẽ báo còi cảnh báo, yêu cầu kiểm tra và sửa chữa nhằm đảm bảo hoạt động an toàn và liên tục của hệ thống.
- Thủ tục thiết kế chương trình điều khiển:
Hình 4.3 Thủ tục thiết kế chương trình điều khiển
Ứng dụng bộ điều khiển PLC vào điều khiển thang máy
4.3.1 Luật điều khiển thang máy: a Luật điều khiển chung: Trong thang máy có các nút gọi tầng được bố trí ngoài cửa của mỗi tầng, các nút ấn đến tầng được đặt trong buồng thang Các tín hiệu gọi tầng và đến tầng là ngẫu nhiên không theo một quy luật nào cả nên yêu cầu của công nghệ phải đáp ứng được mọi yêu cầu của hành khách và tối ưu về quãng đường buồng thang di chuyển, tối ưu về thời gian và năng lượng Thang máy thường được điều khiển theo chiều tối ưu về chiều chuyển động. b Nguyên tắc hoạt động:
PLC nhận tín hiệu từ nút ấn gọi tầng hoặc nút đến tầng để xác định hướng chuyển động của thang máy Trong đó, ưu tiên được dành cho lệnh gọi đến tầng, giúp hệ thống xác định chính xác chiều đi của thang máy dựa trên so sánh vị trí hiện tại của buồng thang với lệnh gọi Việc này tối ưu hóa hoạt động của thang máy, nâng cao hiệu suất và đảm bảo di chuyển chính xác theo yêu cầu của người dùng.
Khi lệnh gọi tầng vượt quá vị trí buồng thang, PLC sẽ điều khiển thang máy đi lên Trong quá trình chuyển động lên, PLC vẫn tiếp nhận và ghi nhớ các lệnh gọi tầng khác để đảm bảo thang máy di chuyển hiệu quả và chính xác Điều này giúp hệ thống vận hành tự động, liên tục đáp ứng yêu cầu của người dùng trong quá trình hành trình.
Khi thang máy đang ở tầng một và hành khách muốn đến tầng năm, thang máy sẽ bắt đầu chuyển động lên Trong quá trình di chuyển, nếu có người ấn nút tầng ba, thang máy sẽ dừng lại tại tầng ba trước rồi tiếp tục hành trình lên tầng năm Đây là ví dụ của quá trình thực hiện lệnh quá giang trong hệ thống thang máy.
Khi thang máy đang ở tầng ba và chuyển động lên, nếu có người gọi tầng một và tầng năm, thang máy sẽ ưu tiên di chuyển tới tầng năm trước rồi mới trở về tầng một Điều này thể hiện nguyên tắc ưu tiên về chiều chuyển động của thang máy trong hệ thống điều khiển Việc xử lý các yêu cầu theo thứ tự này giúp tối ưu hóa hoạt động và giảm thời gian chờ đợi cho hành khách Quy trình này đảm bảo rằng các yêu cầu cùng chiều hoặc theo chiều chuyển động sẽ được phục vụ một cách hiệu quả và hợp lý.
Khi lệnh gọi tầng thấp hơn vị trí buồng thang, PLC sẽ phát lệnh cho thang máy đi xuống Sau đó, hệ thống tiếp tục thực hiện các lệnh quá giang theo chiều xuống để đảm bảo hoạt động hiệu quả của thang máy Việc này giúp tối ưu hóa quá trình vận hành, nâng cao tốc độ và sự an toàn cho người sử dụng.
Nếu lệnh đến (gọi) tầng bằng vị trí buồng thang thì PLC sẽ phát lệnh mở cửa buồng thang.
Sau khi thang máy thực hiện các lệnh gọi tầng và di chuyển đến tầng tiếp theo, nó sẽ tự động quay lại để thực hiện các lệnh đã ghi nhớ, đảm bảo vận hành chính xác Quá trình giảm tốc bắt đầu khi một trong hai cảm biến tầng được kích hoạt, chỉ dừng động cơ khi cả hai cảm biến đều tác động Việc mở, đóng cửa chỉ diễn ra khi thang máy đã hoàn toàn dừng lại; cửa sẽ tự động mở ra và sau một khoảng thời gian nhất định, sẽ đóng lại Trong quá trình đóng cửa nếu phát hiện có vật cản, cửa sẽ tự động mở để đảm bảo an toàn cho người sử dụng Hệ thống điều khiển động cơ đóng, mở cửa an toàn và hiệu quả, phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn của thang máy.
+ Điều khiển động cơ đóng cửa:
Khi cửa buồng thang đã mở trong một thời gian nhất định, chúng sẽ tự động đóng lại để đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành Hành khách trong cabin có thể chủ động đóng cửa nhanh chóng bằng cách nhấn nút đóng ngay Trong quá trình đóng, nếu cửa gặp công tắc hành trình, tiếp điểm thường kín của công tắc sẽ mở ra, ngăn không cho động cơ mở cửa tiếp tục hoạt động, đảm bảo an toàn tuyệt đối.
+ Điều khiển động cơ mở cửa:
Khi thang máy đã dừng tại tầng yêu cầu, PLC sẽ điều khiển động cơ mở cửa và sau một khoảng thời gian nhất định, cửa tự động đóng lại để đảm bảo an toàn Người sử dụng có thể mở lại cửa bằng cách ấn nút mở cửa, khi đó công tắc hành trình sẽ hoạt động, ngăn chặn động cơ mở cửa dừng Báo hiệu thang máy đi lên hoặc xuống giúp người dùng nhận biết vị trí và hướng di chuyển của thang máy, tăng tính an toàn và tiện lợi khi sử dụng.
Khi thang máy đi lên thì tín hiệu đi lên được giữ lại nhờ rơle chốt Keep(11) và điều khiển đèn sáng (mũi tên đi lên)
Khi thang máy đi xuống, tín hiệu đi lên sẽ bị xóa và tín hiệu đi xuống sẽ điều khiển đèn mở sáng, biểu thị hướng di chuyển của thang máy rõ ràng Hệ thống còn có chức năng báo vị trí của buồng thang, giúp người dùng dễ dàng xác định vị trí của thang đang ở trong nhà Điều này đảm bảo an toàn và thuận tiện khi sử dụng thang máy Các tín hiệu và cảnh báo này đều tuân thủ các quy chuẩn về an toàn và hiệu suất hoạt động.
Khi cảm biến lên hoặc xuống tầng có tín hiệu, tín hiệu này được lưu lại nhờ rơ le chốt và điều khiển đèn LED ở tầng tương ứng Khi thang thay đổi tầng, tín hiệu của cảm biến trước đó sẽ bị xóa, đèn LED tại tầng cũ tắt và tín hiệu từ cảm biến mới sẽ điều khiển đèn LED của tầng mới Hệ thống xử lý các lệnh gọi tầng và đến tầng được thiết lập chính xác để đảm bảo hoạt động liên tục và chính xác của thang máy.
Khi có một hành khách ấn vào nút đến tầng, gọi tầng thì tín hiệu này được giữ lại nhờ g Điều khiển thang máy đi lên và đi xuống:
Khi hành khách đứng ngoài tầng và nhấn nút gọi tầng, hoặc khi hành khách trong ca bin ấn nút chọn tầng, tín hiệu này sẽ được duy trì nhờ rơ le chốt Điều này giúp hệ thống thang máy hoạt động hiệu quả, đảm bảo đáp ứng nhanh chóng yêu cầu của hành khách Việc giữ lại tín hiệu qua rơ le chốt là bước quan trọng trong quá trình điều khiển thang máy tự động, nâng cao trải nghiệm người dùng và đảm bảo an toàn.
Khi vị trí của cabin nằm trên vị trí tầng cần đến và thang chưa xác định hướng di chuyển, đầu ra của PLC sẽ tự động điều khiển thang máy đi xuống Đổi lại, khi thang đến tầng hành khách gọi, tín hiệu này sẽ được xóa để cập nhật trạng thái hệ thống.
Trong các hệ thống thang máy, khi vị trí cabin nhỏ hơn vị trí tầng cần đến và chiều chuyển động của thang chưa được xác định, cùng với thang không quá tải, PLC sẽ điều khiển thang đi lên để đảm bảo an toàn và chính xác Ngoài ra, quá trình điều khiển còn bao gồm các bước giảm tốc và dừng thang một cách nhẹ nhàng, an toàn, giúp nâng cao trải nghiệm người dùng và duy trì hoạt động ổn định của hệ thống.
Khi thang máy di chuyển lên hoặc xuống một tầng, cảm biến tầng gửi tín hiệu cho PLC để bắt đầu quá trình giảm tốc động cơ Khi tín hiệu giảm tốc và cảm biến dừng chính xác buồng thang xác nhận vị trí, PLC sẽ kích hoạt hệ thống phanh để dừng buồng thang an toàn và chính xác tại tầng mong muốn.
Phân tích nguyên lý hoạt động của một chu kì thang máy:
Chọn biến tần và PLC
4.4.1 Giới thiệu về biến tần OMRON:
Biến tần là thiết bị chuyển đổi điện áp hoặc dòng điện xoay chiều đầu vào từ một tần số nhất định sang một tần số khác, giúp điều chỉnh tốc độ và công suất của thiết bị điện Với khả năng kiểm soát tần số đầu ra, biến tần đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống cách điện và tự động hóa công nghiệp Việc sử dụng biến tần giúp nâng cao hiệu quả vận hành, tiết kiệm năng lượng và tối ưu hóa quá trình sản xuất Không chỉ trong công nghiệp, biến tần còn ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống HVAC, từ đó mang lại sự linh hoạt và ổn định trong hoạt động của thiết bị điện.
Bộ biến tần thường được sử dụng để điều khiển vận tốc động cơ xoay chiều thông qua phương pháp điều khiển tần số Nhờ đó, tần số của lưới nguồn sẽ biến thiên theo yêu cầu, giúp kiểm soát tốc độ động cơ một cách chính xác và hiệu quả Ứng dụng của biến tần trong tự động hóa giúp tối ưu hóa hiệu suất vận hành của các hệ thống công nghiệp Việc sử dụng biến tần còn giảm thiểu tiêu hao năng lượng và kéo dài tuổi thọ của các thiết bị điện.
Sơ đồ nối dây của Biến Tần a: Sơ đồ kết nối tiêu chuẩn
Các chú thích trong ngoặc đơn chỉ các đầu kí hiệu cho 3G3JX-AE Kết nối một pha đầu vào 200VAC đến đầu cực L1 và N/L3.
Theo mặc định, tiếp điểm MA thường đóng và tiếp điểm MB thường mở trong ngõ ra của relay (C036) b Dây nguồn và dây động cơ được kết nối phù hợp để đảm bảo hoạt động chính xác của hệ thống Việc chọn lựa đúng các tiếp điểm và kết nối chính xác là yếu tố quan trọng để đảm bảo vận hành ổn định và an toàn cho thiết bị.
Sơ đồ nối đất c: Sơ đồ đấu dây biến tần
Cài đặt các thông số của biến tần
Cài đặt chiều quay thuận nghịch trên bàn phím
*1 Ngõ vào đồng thời của dòng điện và điện áp thì không thực hiện được Không kết nối với tín hiệu đồng thời.
Theo mặc định của nhà sản xuất, ngõ ra đa chức năng P1 được thiết lập là tiếp điểm thường mở (NO) Để chuyển sang chế độ tiếp điểm thường đóng (NC), người dùng cần thay đổi cài đặt C031 Việc này giúp tùy chỉnh hoạt động của thiết bị phù hợp với từng ứng dụng cụ thể, đảm bảo tính linh hoạt và tối ưu trong quá trình vận hành.
*3 Dưới dây là đặc điểm kỹ thuật tiếp điểm của ngõ ra relay. Đầu dây ngõ ra
Tiếp điểm công suất Tải trở Tải cảm
Theo quy định của hãng, ngõ ra relay (MA, MB) với tiếp điểm chọn (C036) được thiết kế mặc định là tiếp điểm thường đóng NC giữa MA và MC, cùng với tiếp điểm thường mở NO giữa MB và MC, đảm bảo hoạt động chính xác theo tiêu chuẩn kỹ thuật.
- Cấp nguồn cho biến tần
- Đấu dây cho các ngõ vào, ra của biến tần nếu sử dụng phương pháp điều khiển bằng tiếp điểm và đấu dây
- Cài đặt điện áp, dòng điện, tần số ngõ vào, ra.
- Cài đặt các thông số cơ bản cần thiết.
- Cài đặt kiểu điều khiển.
- Cài đặt chế độ giám sát.
- Nhấn Run để chương trình hoạt động.
- Khi có sự cố hay muốn dừng thì nhấn Stop/Reset.
PLC, viết tắt của Programmable Logic Controller, là bộ điều khiển logic lập trình được dùng trong công nghiệp để tự động hóa dây chuyền sản xuất Đây là một máy tính công nghiệp có khả năng xử lý thông tin bằng vi mạch, cho phép người dùng lập trình và cài đặt các ghép nối logic cần thiết cho quá trình điều khiển Các loại PLC từ các hãng nổi bật như Siemens, Omron, Mitsubishi, và Allen-Bradley mang lại nhiều lựa chọn phù hợp với đa dạng ứng dụng Nhờ đặc tính có thể lập trình, người sử dụng dễ dàng giải quyết nhiều bài toán tự động hóa khác nhau chỉ bằng cách nạp các chương trình mới lên bộ điều khiển mà không cần thay đổi phần cứng.
Hình 4 9 Cấu tạo của PLC.
Cấu tạo của PLC gồm có bộ vi xử lý (CPU) chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu và điều khiển hệ thống, hệ điều hành giúp quản lý các tác vụ và hoạt động của PLC một cách hiệu quả, bộ nhớ lưu giữ chương trình điều khiển để xử lý các nhiệm vụ liên tục, các cổng vào ra cho phép PLC giao tiếp và điều phối các thiết bị ngoài như cảm biến, rơ le, và bộ đếm hoặc bộ định thời gian để thực hiện các chức năng điều khiển phức tạp một cách chính xác và ổn định.
Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là các thành phần cốt lõi để điều khiển và xử lý hệ thống Chức năng của bộ điều khiển được xác định bởi một chương trình đã được lập trình sẵn và nạp vào bộ nhớ của PLC PLC thực hiện điều khiển dựa trên nội dung của chương trình này, giúp dễ dàng thay đổi hoặc mở rộng chức năng của quy trình công nghệ chỉ bằng cách chỉnh sửa chương trình trong bộ nhớ của PLC.
PLC thực hiện chương trình theo chu kỳ vòng lặp gọi là vòng quét, bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ cổng vào tới bộ đệm ảo Tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình, trong đó PLC thực thi từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc Sau giai đoạn thực hiện, hệ thống chuyển các thông tin đã xử lý tới các cổng ra số để hoàn tất quá trình điều khiển tự động.
Thời gian vòng quét của PLC là khoảng thời gian cần thiết để hệ thống hoàn thành một chu trình đọc, xử lý và ghi dữ liệu, đảm bảo hoạt động liên tục hiệu quả Thời gian này không cố định mà phụ thuộc vào số lệnh trong chương trình và tốc độ xử lý của CPU, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất hoạt động của hệ thống tự động hóa Ngoài ra, phân vùng bộ nhớ của PLC đóng vai trò quan trọng trong quản lý dữ liệu và tối ưu hóa quá trình vận hành của hệ thống, giúp nâng cao hiệu quả xử lý và đảm bảo ổn định cho các ứng dụng điều khiển tự động.
Bộ nhớ PLC gồm 3 vùng chính :
+ Vùng chứa chương trình ứng dụng, vùng này được chia thành 3 miền:
- Miền chứa chương trình tổ chức ( OB1 ): chứa chương trình chính, các lệnh trong khối này luôn luôn được quét.
Chương trình con trong lập trình được tổ chức thành hàm, có biến hình thức để trao đổi dữ liệu hiệu quả Chương trình con chỉ được thực thi khi nó được gọi từ chương trình chính, giúp tăng tính modular và dễ bảo trì cho phần mềm Việc sử dụng hàm và biến hình thức trong chương trình con là kỹ thuật quan trọng để tối ưu hóa mã nguồn và nâng cao hiệu suất lập trình.
Chương trình chứa trong miền ngắt được tổ chức thành hàm riêng biệt, cho phép trao đổi dữ liệu linh hoạt với các khối chương trình khác Chương trình này sẽ được kích hoạt khi có sự kiện ngắt xảy ra, chẳng hạn như ngắt thời gian hoặc ngắt xung tốc độ cao Nhờ vào khả năng xử lý sự kiện ngắt, hệ thống có thể hoạt động hiệu quả và đáp ứng nhanh các yêu cầu của phần mềm.
+ Vùng chứa tham số của hệ điều hành: Vùng này đợc chia làm 5 miền :
Trước khi bắt đầu thực hiện chương trình, PLC sẽ đọc giá trị logic của các cổng đầu vào số và lưu trữ trong vùng nhớ gọi là miền dữ liệu các cổng vào số (I) Thông thường, chương trình ứng dụng không trực tiếp đọc trạng thái logic của các cổng vào số mà chỉ lấy dữ liệu từ bộ đệm I để đảm bảo xử lý chính xác và tối ưu hơn trong điều khiển tự động.
Miền dữ liệu các cổng ra số (Q) đánh dấu kết thúc giai đoạn thực hiện chương trình, khi PLC chuyển giá trị logic từ bộ đệm Q tới các cổng ra số Thường thì, chương trình không trực tiếp gán giá trị cho các cổng ra, mà chỉ thực hiện việc chuyển đổi giá trị đó qua bộ đệm Q để đảm bảo hoạt động chính xác và ổn định của hệ thống tự động.
Miền các biến cờ (M) trong chương trình ứng dụng được sử dụng để lưu giữ các tham số quan trọng cần thiết cho quá trình thực thi Các biến này có khả năng truy xuất theo nhiều dạng dữ liệu như bit, byte, từ hay từ kép, giúp tối ưu hóa xử lý và quản lý bộ nhớ hiệu quả Việc sử dụng miền các biến cờ góp phần nâng cao khả năng kiểm soát trạng thái và đảm bảo tính linh hoạt của chương trình.
Lưu đồ điều khiển thang máy
Chương trình chính đảm nhận việc xử lý các điều kiện an toàn và gọi các chương trình con để đảm bảo hoạt động đúng đắn của hệ thống Để thang có thể vận hành hiệu quả, các điều kiện an toàn cần phải được đảm bảo, tránh các rủi ro gây nguy hiểm cho hệ thống Việc kiểm soát các điều kiện an toàn này giúp duy trì sự ổn định và an toàn trong quá trình hoạt động Điều kiện an toàn là yếu tố then chốt để hệ thống có thể thực hiện các chức năng một cách chính xác và tin cậy.
* Các cửa tầng đóng kín, công tắc stop dưới hồ quang phải kín mạch.
* Thang không vượt quá giới hạn chương trình, cửa cabin đóng kín, Swith thắng cơ đầu cabin kín mạch.
* Khi các điều kiện an toàn đảm bảo thì chương trình chính mới bắt đầu làm việc.
- Khi hành khách đến của tầng bấm nút gọi tầng để được đi lên hoặc đi xuống sẽ xảy ra 2 trường hợp:
Trong Trường Hợp 1, khi thang máy đang rảnh và không có người trong cabin, vị trí gọi tầng sẽ được so sánh với vị trí hiện tại của cabin để xác định tín hiệu điều khiển phù hợp Điều này xảy ra khi người dùng nhấn nút gọi tầng trong khi thang máy đang đứng yên ở chế độ chờ, giúp hệ thống xác định hướng di chuyển phù hợp dựa trên vị trí của cabin so với tầng gọi.
Khi có yêu cầu gọi tầng cao hơn tầng cabin, bộ điều khiển sẽ bật động cơ để đưa cabin lên tầng đó Trong quá trình di chuyển, hệ thống kiểm tra xem có lệnh gọi tầng khác hay không Nếu có, bộ điều khiển xử lý các lệnh này phù hợp với tình trạng của thang máy Nếu không có lệnh gọi mới, thang máy sẽ di chuyển đến tầng yêu cầu và tự động mở cửa để đón khách, đảm bảo vận hành an toàn và hiệu quả.
* Nếu tầng gọi bằng tầng cabin, thang máy sẽ mở cửa để đón khách.
Trong hệ thống thang máy, khi tầng gọi nhỏ hơn tầng cabin, bộ điều khiển sẽ ra lệnh cho động cơ khởi động để cabin đi xuống đến tầng gọi Trong quá trình di chuyển, bộ điều khiển liên tục kiểm tra xem có lệnh gọi nào khác không; nếu có, hệ thống sẽ xử lý theo tình trạng thang bận Nếu không có lệnh gọi mới, thang máy sẽ dừng tại tầng gọi, mở cửa để hành khách ra vào thuận tiện.
Trường hợp 2 xảy ra khi thang máy bận, nghĩa là đang có người bên trong hoặc thang đang mở cửa đón khách hoặc di chuyển để đón trả khách theo lệnh gọi trước đó Việc này giúp đảm bảo quá trình vận hành an toàn và hiệu quả của thang máy Khi thang máy bận, cần chờ cho đến khi hệ thống cho phép hoạt động lại để tránh gây gián đoạn hoặc nguy hiểm Hiểu rõ tình trạng bận của thang máy giúp người dùng sử dụng thiết bị đúng cách, giảm thiểu rủi ro và tối ưu hóa trải nghiệm sử dụng.
Khi có người trong cabin, quyền điều khiển thang máy hoàn toàn thuộc về bộ điều khiển trong cabin Bộ điều khiển sẽ xác định xem lệnh gọi từ phía ngoài có được phép dừng lại để hành khách vào hay không dựa trên các điều kiện cụ thể Để người trong cabin có thể vào thang máy đang hoạt động, lệnh gọi tầng đó phải cùng chiều với chiều chuyển động của cabin và không vi phạm các quy tắc điều phối Nếu lệnh gọi tầng đó không thỏa mãn điều kiện này, nó sẽ được lưu lại và xử lý sau khi thang máy kết thúc lệnh theo chiều chuyển động hiện tại, đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của hệ thống.
Trong trường hợp không có người trong cabin khi thang máy đang di chuyển theo lệnh gọi trước đó, thang máy sẽ tiếp tục hành trình Lệnh gọi sau chỉ được thực hiện nếu cùng chiều chuyển động với cabin hiện tại, giúp tối ưu hóa hoạt động và giảm thời gian chờ đợi Nếu không phù hợp, lệnh gọi này sẽ được hệ thống lưu vào bộ nhớ để xử lý sau, đảm bảo hiệu quả hoạt động của thang máy.
Sau khi thang máy dừng tại đúng tầng đón khách, hệ thống điều khiển sẽ tự động mở cửa để hành khách lên Khi cửa đã đóng kín, cảm biến trọng lượng sẽ kiểm tra xem còn người trong thang máy hay không, nhằm đảm bảo an toàn khi vận hành Điều này đặc biệt hữu ích trong các tình huống hành khách chờ quá lâu hoặc có việc đột xuất khiến họ không vào thang máy kịp thời.
Trong hệ thống thang máy, khi không còn hành khách nào gọi tầng, hệ thống điều khiển sẽ tự động xác định tình trạng của thang máy Nếu không còn lệnh gọi tầng nào, thang sẽ chuyển sang chế độ rảnh để tiết kiệm năng lượng và chuẩn bị cho các lệnh gọi mới Tuy nhiên, nếu vẫn còn các lệnh chưa thực hiện, thang máy sẽ tiếp tục di chuyển để hoàn thành các nhiệm vụ đã được yêu cầu.
Khi có hành khách vào trong thang máy, hệ thống tự động chuyển sang chế độ điều khiển trong cabin để đảm bảo an toàn và tiện lợi Trong chế độ này, thang máy sẽ ưu tiên thực hiện các lệnh được đưa ra từ bên trong cabin, đảm bảo hành trình diễn ra thuận lợi và phù hợp với yêu cầu của hành khách Đây là tính năng quan trọng giúp nâng cao trải nghiệm người dùng và đảm bảo vận hành an toàn của hệ thống thang máy.
Hình 4.20: Lưu đồ giải thuật chọn tầng thang máy.
Sau khi thang máy đón hoặc trả khách, nếu còn khách trong cabin mà không có lệnh chọn tầng nào, thang máy sẽ đứng yên do không có hướng di chuyển Điều này đảm bảo an toàn cho hành khách và tránh việc thang máy hoạt động không có chỉ đạo rõ ràng Việc không có lệnh chọn tầng khi cabin vẫn còn khách giúp kiểm soát hoạt động của thang máy hiệu quả hơn và phòng tránh sự cố ngoài ý muốn.
Sau khi hành khách đã vào trong thang máy và bấm nút chọn tầng sẽ xảy ra các trường hợp sau:
Thang máy chỉ phục vụ cho hành khách đang sử dụng, nghĩa là không có tín hiệu gọi tầng nào khác trước đó Hệ điều khiển của thang máy sẽ so sánh tầng hiện tại với tầng được chọn để quyết định hướng đi lên hoặc đi xuống của thang máy.
Khi có nhiều lệnh chọn tầng cùng lúc, thang máy sẽ ưu tiên thực hiện các lệnh này dựa trên chiều chuyển động trước khi dừng để đón khách Việc này giúp tối ưu hóa quá trình vận hành của thang máy, giảm thời gian chờ đợi và đảm bảo dịch vụ thuận tiện cho người dùng Hiểu rõ nguyên tắc ưu tiên này là điều cần thiết để nắm bắt cách hoạt động của thang máy hiệu quả trong các tòa nhà cao tầng.
Khi thang máy đang di chuyển đưa hành khách, hệ thống điều khiển sẽ kiểm tra lệnh gọi tầng xem có đáp ứng đủ yêu cầu để thự thực hiện dừng tại đó hay không Quá trình này được trình bày trong lưu đồ giả thuật gọi tầng, giúp đảm bảo an toàn và hiệu quả trong vận hành thang máy.
Nếu hành khách vào thang máy khi thang đang thực hiện lệnh gọi cùng chiều di chuyển, thang máy sẽ tiếp tục hành trình theo hướng ban đầu Thang sẽ dừng lại tại tầng gần nhất trong các tầng có lệnh dừng theo hướng chuyển động của nó, đảm bảo an toàn và thuận tiện cho người sử dụng.