Thiết kế và mô phỏng thang máy với PLC s7 300

Thang máy là một thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt ,nó liên quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng con ngời ,vì vậy yêu cầu chung đối với hệ thống thang máy khi thiết

Trang 1

New : ae 4

CHUYEN DE THUC TAP

“thiết kế và mô phong thang máy với plc

Trang 2

Dye án tốt nghiệp Gvhd: Thay Tran Van Khoi Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com

Chơng I: Nghiên cứu phân tích cấu trúc thang máy 2

1 Giới thiệu thang máy - -s- «« ««es+s+ 2

2 Phân loại theo tốc độ dịch chuyển en)

4 Phân loại theo vị trí đặt bộ kéo KỜI - - «+ + s31 911 11911 911 g ee 6

5 Theo hệ thống vận hành 6

II Trang thiết bị cơ khí của thang máy 7

1 Tổng thể cơ khí thang máy 7

2 Thiết bị lắp đặt trong buồng máy 7

3 Thiết bị lắp trong giếng thang máy 0

4 Thiết bị lắp đặt trong hố giếng thang máy - + ++++++++++++x+exezexs+2 9

5 Các thiết bị cố định trong giếng thang 5s «s+s«+xssx+x+seeeeeeeesees 10 5.1 Ray dẫn hớng 10 5.2 Giảm chấn 10

68:00 án 1 10 6.4 Buồng cabiH - << tt 11111111 1011111111 ng ngư 11 6.5 Hệ thống cửa cabin và cửa tầng

7 Hệ thống cân bằng trong thang máy

a Khảo sát đặc điểm của thang ¿- - +56 +xexezexererxererrxes 17

b Tính chọn công suất động cơ chuyền động thang máy

c Các hệ truyền động dùng trong thang máy 25

d Đặc điểm đặc trng cho chế độ làm việc của hệ truyền động thang máy 26

e ảnh hởng của tốc độ, gia tốc và độ giật đối với hệ truyền động thang máy 2'7

f Dừng chính xác buồng thang - - + + + EE£k+k£kEeEekekekekekekrkrekeerkrerre 28

g hệ biến tần động cơ và hệ thống điều khiển pL⁄ ¿+ + + 25+ 5s 5s5s5+>+ 32

Trang 3

Dye án tốt nghiệp Gvhd: Thay Tran Văn Khôi

Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com

1 sơ đồ khối của hệ biến tần động CƠ . ¿+ + + + £sEexskrrseekrkreree

2 Giới thiệu về biến tần 3g3mv của omron

chong UL: xay dựng hệ thống điều khiển va lap trình điều khiển thang máy

1 Phơng pháp mô tả mạch trình tự - - - s s s++++x+xexexsxsrstsrereexe „35

IH Xây dựng các khối chức năng chính của thang su 38

1 Xác định các yêu cầu phục vụ và lu giữ các yêu cầu đó - - -«- 39

2 bài toán xác định vị trí hiện tại của buồng thang - -« s «+x+s+s+ 39

3 Bài toán xác định hành trình hiện tại của buồng thang(đang nâng hay đang

4 Nâng hạ buồng thang

5 Điều khiển dừng buồng thang

6 Bài toán đóng mở cửa

7 Bài toán điều khiển đèn và quạt buồng thang

8 Bài toán xử lý các sự cố xảy ra đối với thang

IV PLC Ă.Ăeeeeeeeeeree 45

2.3 Cấu trúc bộ nhớ của CPU - +- - 2+ + +*+++£+kerrkekerkrkrrsrkrrerkree 49

2.5 Ngôn ngữ lập trình

chơng IV: xây dựng mô hình mô phỏng thang máy 56

I Xác định các vấn để sẽ mô phỏng SÓ

IL Xây dựng kết cấu cho mô hình mô phỏng SÓ

II Xây dựng kế hoạch mô phỏng và kiểm nghiệm trên thực tế - 56

CHƠNG I: NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH CẤU TRÚC THANG MÁY

1 GIỚI THIỆU THANG MÁY

Thang máy là thiết bị vận tải dùng để chở ngời và hàng hoá theo phơng thẳng

đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 159 so với phơng thẳng đứng theo một tuyến đã

định sắn.Thang máy và máy nâng đợc sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất của nền kinh tế quốc dân nh trong ngành khai thác hầm mỏ,trong ngành xây dựng,luyện

Soth: Doan Foang Mai 2 Lip: rang bị điện điệu tử K44

Trang 4

Dye án tốt nghiệp Gvhd: Thay Tran Van Khoi Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com

kim,công nghiệp nhẹ ở những nơi đó thang máy và máy nâng đợc sử dụng để vận

chuyển hàng hoá,sản phẩm,đa công nhân tới nơi làm việc có độ cao khác nhau Nó

đã thay thế cho sức lực của con ngời và mang lại năng suất cao.Hình dáng tổng thể của thang máy đợc giới thiệu tại hình 1

|

Hình 1.1 : hình dáng tổng thể của thang máy

Trong sinh hoạt dân dụng,thang máy đợc lắp đặt và sử dụng rộng rãi trong các toà nhà cao tầng,trong các khách sạn,siêu thị,công sở và trong các bệnh viện Hệ thống thang máy đã giúp con ngời tiết kiệm đợc nhiều thời gian và sức lực

Trang 5

Spa án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi

Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định đối với các toà nhà cao trên 6 tầng trở lên phải đợc trang bị thang máy để đảm bảo cho ngời đi lại thuận tiện,tiết kiệm thời gian

và tăng năng suất lao động.Giá thành của thang máy trang bị cho công trình so với

tổng giá thành công trình chiếm khoảng 6% đến 7% là hợp lý

Ở Việt Nam trớc đây thang máy chủ yếu đợc sử dụng trong các ngành công nghiệp

để chở hàng hoá và ít đợc phổ biến.Nhng trong giai đoạn hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của nên kinh tế quốc dân và đời sống nhân dân ngày càng nâng cao,việc sử

dụng thang máy trong mọi lĩnh vực ngày càng tăng lên

Phu tải của thang máy thay đổi trong một phạm vi rất rộng „nó phụ thuộc vào lợng hành khác đi lại trong một ngày đêm và hớng vận chuyển hành khách.Nh thang máy lắp đặt trong nhà hành chính,buổi sáng đầu giờ làm việc hành khách đi nhiều theo

chiều lên.còn buổi chiều ,cuối giờ làm việc,hành khách sẽ đi theo chiều xuống nhiều Thang máy là một thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt ,nó liên quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng con ngời ,vì vậy yêu cầu chung đối với hệ thống thang máy khi thiết kế ,chế tạo ,lắp đặt ,vận hành,sử dụng và sửa chữa là phải

tuân thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu kỹ thuật an toàn đợc quy định trong các

tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm

Thang máy chỉ có cabin đẹp ,sang trọng,thông thoáng , êm dịu thì cha đủ điều

kiện để đa vào sử dụng mà còn phải đây đủ các thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy

nh: điện chiếu sáng dự phòng khi mất điện,điện thoại nội bộ(nterphone), chuông

báo,bộ hãm bảo hiểm, an toàn cabin(đối trọng), công tắc an toàn của cửa cabin,khoá

an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất nguồn điện

Lựa chọn thang máy không chỉ đơn thuần xem xét các vấn đề kỹ thuật mà còn phải xem xét cả các yếu tố kinh tế Hiển nhiên càng nhiều thang máy có tải định mức lớn,tốc độ định mức cao,hệ điều khiển càng hiện đại thì càng tạo điều kiện thuận lợi cho khách hàng sử dụng cũng nh rút ngắn thời gian chờ đợi,giảm thời gian đi tốc độ định mức,một mặt đòi hỏi vốn đầu t cho thang lớn,mặt khác làm tăng diện tích chiếm chỗ,tăng chi phí xây dựng cho giếng thang Nh vậy điều kiện thuận lợi cho hành khách và vốn đầu t luôn là hai chỉ tiêu tỷ lệ nghịch với nhau.Quá trình lựa chọn thang máy chính là quá trình xác định số thang,tính năng kỹ thuật của thang (tải ,tốc độ định mức,phơng pháp điều khiển ),các kích thớc cơ bản của thang và vị trí đặt

Soth: Doan Foang Mai 4 Lop: Frang bi dién-dién tit K44

Trang 6

Dye án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi Tim boi : nguyenvanbientbd47@gmail.com

thang phù hợp với đặc điểm ,mục đích sử dụng của toà nhà với vốn đầu t chấp nhận đ-

ợc

Đối với nhà sử dụng nhiều thang, bên cạnh việc chọn tính năng kỹ thuật còn phải

bố trí chúng thành nhóm sao cho hợp lý để tận dụng năng suất tối u của thang cũng

nh tạo thuận lợi cho khách

Đối với các toà nhà cao tầng có lợng hành khách cần vận chuyển lớn ngời ta thờng chi thang máy ra làm các nhóm riêng phục vụ các thành phần khác nhau theo chiều cao của toà nhà.Các thang máy ở các nhóm khác nhau có thể có tính năng kỹ thuật khác nhau,thờng các thang phục vụ cho các tầng cao có tảI và tốc độ định mức lớn hơn các thang phục vụ phần thấp hơn

Tuỳ thuộc vào tính chất,chức năng của thang máy.Thang máy có thể phân loại thành rất nhiều loại tuỳ thuộc vào các tính chất.ví dụ nh phân loại theo hệ dẫn động cabin,theo vị trí đặt bộ kéo tời,theo hệ thống vận hành,theo công dụng dới đây là một số phân loại:

1 Phân loại theo chức năng

+ Thang may chở ngời

Gia tốc cho phép đợc quy định theo cảm giác của hành khách :Gia tốc tối u là a< 2m/s2

e Thang may 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

e Thang máy dùng trong bệnh viện:Phải đảm bảo rất an toàn,sự tối u về độ êm khi dịch chuyển,thời gian dịch chuyển ,tính u tiên đúng theo các yêu cầu của bệnh viện

e Thang may dùng trong các hầm mỏ ,xí nghiệp:Đáp ứng đợc các điều đợc các điều kiện làm việc nặng nề trong công nghiệp nh tác động của môi trờng làm

việc:độ ẩm,nhiệt độ,thời gian làm việc,sự ăn mòn

+ Thang máy chở hàng

Đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp,trong kinh doanh Nó đòi hỏi cao về việc dừng chính xác buồng thang máy đảm bảo cho việc vận chuyển hàng hoá lên xuống thang máy đợc dễ dàng thuận tiện

Trang 7

Šp¿ án tốt nghiệp Gvhd: Thay Tran Văn Khôi

2 Phân loại theo tốc độ dịch chuyển

3 Phân loại theo tải trọng

hàng ăn uống để vận chuyển sách hoặc thực phẩm

e Thang máy loại trung bình : Q = 500 : 1000 Kg

s® Thang máy loại lớn : Q = 1000 = 1600 kg

e Thang may loại rất lớn Q > 1600 Kg

4 Phân loại theo vị trí đặt bộ kéo tời

đối với thang máy điện

Thang máy có bộ kéo tời đặt phía trên giếng thang

Thang máy có bộ tời kéo đặt dới giếng thang

đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bằng bánh răng thanh răng thì bộ tời dẫn

động đặt ngay trên nóc cabin

Đối với thang máy thuỷ lực : Buồng đặt tại tâng trệt

5 Theo hệ thống vận hành

a) Theo mức dò tự động :

+ loại nửa tự động

+ loại tự động ;

b) theo tổ hợp điều khiển :

+ điều khiển đơn ;

+ điều khiển kép ;

+ điều khiển theo nhóm ;

c) theo vị trí điều khiển :

+ điều khiển trong cabin ;

+ điều khiển ngoài cabin ;

+ điều khiển cả trong và ngoài cabin ;

Trang 8

Dye án tốt nghiệp Gvhd: Thay Tran Van Khoi

Ill TRANG THIET BI CO KHi CUA THANG MAY

1 Tổng thể cơ khí thang máy

Các thiết bị chính của thang máy gồm có : buồng thang ,tời nâng, cáp treo buồng thang, đối trọng, động cơ truyền động, phanh hãm điện từ và các thiết bị điều khiển khác

Tất cả các thiết bị của thang máy đợc trong giếng buồng thang (khoảng không gian từ trần của tầng cao nhất đến mức sâu nhất của tầng 1), trong buồng máy (trên

sàn tầng cao nhất ) và hố buồng thang (dới mức sàn tầng 1) Bố trí cá thiết bi của một thang máy đợc biểu diễn trên hình 1.2

Các thiết bị thang gồm có : 1 Động cơ điện ; 2 Puli ; 3 Cáp treo; 4 Bộ hạn

chế tốc độ ; 5.Buồng thang ; 6 Thanh dẫn hớng ;7 Hệ thống đối trọng ; 8 Trụ cố định ;9 Puli dẫn hớng ; 10 cáp liên động ; 11 Cáp cấp điện ; 12 Động cơ đóng

mở cửa buồng thang

2 Thiết bị lắp đặt trong buồng máy

+ Cơ cấu nâng

Trong buồng máy lắp đặt hệ thống tời nâng hạ buồng thang (cơ cấu nâng) 1 (trên hình 1.2) tạo ra lực kéo chuyển động buồng thang và đối trọng

Cơ cấu nâng gồm có các bộ phận sau : bộ phận kéo cáp (puli hoặc tang quấn cáp ), hộp giảm tốc độ, phanh hãm điện từ và động cơ truyền động Tất cả các bộ phận

trên đợc lắp đặt trên tấm đế bằng thép Trong thang máy thờng dùng hai cơ cấu nâng

(hình 1.3) :

- _ cơ cấu nâng có hộp tốc độ (hình 1.3 a)

- _ cơ cấu nâng không dùng hộp tốc độ (hình 1.3 b)

Cơ cấu nâng không có hộp tốc độ thờng đợc sử dụng trong các thang máy tốc

Trang 9

&p¿ án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi

Hình 1.2 :các thiết bị cơ khí lắp trong thang

+ Bộ phận hạn chế tốc độ 4 (hình 1.2) làm việc phối hợp với phanh boả hiểm bằng cáp liên động 10 để hạn chế tốc độ di chuyển của buồng thang

Trang 10

3 Thiết bị lắp trong giếng thang máy

+ Buồng thang : Trong quá trình làm việc, buồng thang 5 (hình 1.2) di chuyển trong giếng thang máy dọc theo các thanh dẫn hớng 6 (hình 1.2) Trên nóc buồng

thang có lắp đặt phanh bảo hiểm, động cơ truyền động đóng - mở cửa buồng thang 12

(hình 1.2) Trong buông thang lắp đặt hệ thống nút bấm điều khiển, hệ thống đèn báo, đèn chiếu sáng buồng thang, công tắc liên động với sàn của buồng thang và điện thoại lên lạc với bên ngoài trong trờng hợp thang máy mất điện Cung cấp điện cho buồng

thang bằng dây cáp mềm I1 (hình 1.2)

+ Hệ thống cáp treo 3 (hình 1.2) là hệ thống cáp hai nhánh một đầu nối với buồng thang đầu còn lại nối với đối trọng 7 cùng với puli dẫn hớng

+ Trong giếng của thang máy còn lắp đặt các bộ cảm biến vị trí dùng để

chuyển đổi tốc độ động cơ, dừng buồng thang ở mỗi tầng và hạn chế hành trình nâng

— hạ của thang máy

4 Thiết bị lắp đặt trong hố giếng thang máy

Trong hố giếng thang máy lắp đặt hệ thống giảm xóc 8 (hình 1.2) là hệ thống giảm xóc dùng lò xo và giảm xóc thuỷ lực tránh sự va đập của buồng thang vò đối trọng xuống sàn của giếng thang máy trong trờng hợp công tắc hành trình hạn chế hành trình di chuyển xuống bị sự cố (không hoạt động)

Trang 11

Dye án tốt nghiệp Gvhd: Thay Tran Văn Khôi

5 Các thiết bị cố định trong giếng thang

5.1 Ray dan héng

Ray dẫn hớng đợc lắp đặt dọc theo giếng thang để dẫn hớng cho cabin và đối trọng chuyển động dọc theo giếng thang Ray dẫn hớng đảm bảo cho cabin và đối trọng luôn nằm ở vị trí thiết kế của chúng trong giếng thang và không bị dịch chuyển

theo phớng nằm ngang trong quá trình chuyển động Ngoài ra ray dẫn hớng còn phải

đủ cứng vững để trọng lợng của cabin và tải trọng trong cabin tựa lên dẫn hớng cùng các thành phần tải trọng động khi bộ hãm bảo hiểm làm việc (trong trờng hợp bị đứt cáp hoặc cabin đi xuống với tốc độ lớn hơn giá trị cho phép)

5.2 Giảm chấn

Giảm chấn đợc lắp đặt dới đáy hố thang để dừng và đỡ cabin và đối trọng trong tr-

ờng hợp cabin hoặc đối trọng chuyển động xuống đới vợt quá bị trí đặt của công tắc

hành trình cuối cùng Giảm chấn phải có độ cao đủ lớn để khi caibin hoặc đối trọng tỳ lên nó thì có đủ khoảng trống cần thiết phía dới phù hợp cho ngời có trách nhiệm thực hiện kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa

6 Cabin và các thiết bị liên quan

Cabin là bộ phận mang tải của thang máy.Cabin phải có kết cấu sao cho có thể tháo rời nó thành từng bộ phận nhỏ.Theo cấu tạo,cabin gồm 2 phần:kết cấu chịu

lực(khung cabin) và các vách che, trần, sàn tạo thành buồng cabin.Trên khung cabin

có lắp các ngàm dẫn hớng, hệ thống treo cabin, hệ thống tay đòn và bộ hãm bảo hiểm,

hệ thống cửa và cơ cấu đóng mở cửa NÑgoài ra,cabin của thang máy chở ngời phải đảm bảo các yêu cầu về thông gió, nhiệt độ và ánh sáng

6.1 Khung cabin

Khung cabin là phần xơng sống của cabin thang máy Đợc cấu tạo bằng các thanh

thép chịu lực lớn Khung cabin phải đảm bảo cho thiết kế chịu đủ tải định mức

Do cabin và đối trọng đợc treo bằng nhiều sợi cáp riêng biệt cho nên phải có hệ

thống treo để đảm bảo cho các sợi cáp nâng riêng biệt có độ căng nh nhau.Trong tr- ờng hợp ngợc lại ,sợi cáp chịu lực căng lớn nhất sẽ bị quá tải còn sợi cáp chùng sẽ trợt

Trang 12

Dye an tot nghiép Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi

trên rãnh puly ma sát nên rất nguy hiểm.Ngoài ra ,do có sợi chùng sợi căng nên các

rãnh cáp trên puly ma sát sẽ bị mòn không đều Vì vậy mà hệ thống treo cabin phải đ-

ợc trang bị thêm tiếp điểm điện của mạch an toàn để ngắt điện dừng thang khi một

trong các sợi cáp chùng quá mức cho phép để phòng ngừa tai nạn.Khi đó thang chỉ có thể hoạt động đợc khi đã điều chỉnh độ căng của các cáp nh nhau.Hệ thống treo cabin đợc lắp đặt với dầm trên khung đứng trong hệ thống chịu lực của cabin

6.4 Buồng cabin

Buồng cabin là một kết cấu có thể tháo rời đợc gồm trần, sàn và vách cabin.Các phần này có liên kết với nhau và liên kết với khung chịu lực của cabin.Buồng cabin phải đảm bảo đợc các yêu cầu cần thiết về mặt kỹ thuật cũng nh mặt mỹ thuật

6.5 Hệ thống cửa cabin và cửa tầng

Cửa cabin và cửa tầng là những bộ phận có vai trò rất quan trong trong việc đảm bảo an toàn và có ảnh hởng lớn đến chất lợng, năng suất của thang máy.hệ thống cửa cabin và cửa tầng đợc thiết kế sao cho khi dừng tại tầng nào thì chỉ dùng động cơ mở cửa buồng thang đồng thời hệ thống cơ khí gắn cửa buồng thang liên kết với cửa tầng làm cho cửa tầng cũng đợc mở ra.Tơng tự khi đóng lại thì hệ thống liên kết sẽ không tác động vào cửa tầng nữa mà buồng thang lại di chuyển đi đến các tầng khác

7 Hệ thống cân bằng trong thang máy

Đối trọng, cáp nâng, cáp điện, cáp hoặc xích cân bằng là những bộ phận của hệ thống cân bằng trong thang máy để cân bằng với với trọng lợng của cabin và tải trọng nâng Việc chọn sơ đồ động học và trọng lợng các bộ phận của hệ thống cân bằng có ảnh hởng lớn đến mômen tải trọng và công suất động cơ của cơ cấu dẫn động, đến lực căng lớn nhất của cáp nâng và khả năng kéo của puly ma sát

7.1 Đối trọng

Đối trọng là bộ phận đóng vai trò chính trong hệ thống cân bằng của thang

máy.Đối với thang máy có chiều cao nâng không lớn, ngời ta chọn đối trọng sao cho trọng lợng của nó cân bằng với trọng lợng của cabin và một phần tải trọng nâng ,cáp điện và không dùng cáp hoặc xích cân bằng.Khi thang máy có chiều cao nâng lớn, trọng lợng của cáp nâng và cáp điện là đáng kể nên ngời ta phải dùng cáp hoặc xích

Trang 13

cân bằng để bù trừ lại phần tải trọng của cáp điện và cáp nâng chuyển từ nhánh treo

cabin sang nhánh treo đối trọng và ngợc lại khi thang máy hoạt động

7.2 Xích và cáp cân bằng

Khi thang máy có chiều cao trên 45 m hoặc trọng lợng cáp nâng và cáp điện có giá

trị trên 0,1 Q thì ngời ta phải đặt thêm cáp hoặc xích cân bằng để bù trừ lại phần trọng

lợng của cáp nâng và cáp điện chuyển từ nhánh treo cabin sang nhánh treo đối trọng

và ngợc lại khi thang máy hoạt động, đảm bảo mômen tải tơng đối ổn định trên puly

ma sát Xích cân bằng thờng đợc dùng cho thang máy có tốc độ dới 1,4 m/s Đối với

thang máy có tốc độ cao, ngời ta thờng dùng cáp cân bằng và có thiết bị kéo căng cáp

cân bằng để không bị xoắn Tại thiết bị kéo căng cáp cân bằng phải có tiếp điểm điện

an toàn để ngắt mạch điều khiển của thang máy khi cáp cân bằng bị đứt hoặc bị dãn

quá lớn và khi có sự cố với thiết bị kéo căng cáp cân bằng

7.3 Cap nang

Có cấu tạo bằng sợi thép cacbon tốt có giới hạn bền 1400 — 1800 N/mm?

Trong thang máy thờng dùng từ 3 đến 4 sợi cáp bện Cáp nâng đợc chọn theo điều kiện sau:

SuwŸn Š Su

Trong đó:

Sma - lực căng cáp lớn nhất trong quá trình làm việc của thang máy ;

Su - tải trọng phá hỏng cáp do nhà chế tạo xác định và cho trong bảng cáp

tiêu chuẩn tuỳ thuộc vào loại cáp , đờng kính cáp và giới hạn bên của vật liệu sợi thép bện cáp

n - hệ số an toàn bền của cáp, lấy không nhỏ hơn giá trị quy định trong tiêu

chuẩn, tuỳ thuộc vào tốc độ, loại thang máy và loại cơ cấu nâng

7.4 Bộ kéo tời

Tuỳ theo sơ đồ dẫn động mà bộ tời kéo đợc đặt ở trong phòng máy dẫn động nằm ở phía trên, phía dới hoặc nằm ở cạnh giếng thang Bộ tời kéo dẫn động điện gồm

có hộp giảm tốc và loại không có hộp giảm tốc Đối với thang máy có tốc độ lớn ngời

ta dùng bộ tời kéo không có hộp giảm tốc

Trang 14

8 Thiét bi an toan co khi

Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy có vai trò đảm bảo an toàn cho thang máy

và hành khách trong trờng hợp xảy ra sự cố nh :đứt cáp, cáp trợt trên rãnh puly ma sát, cabin hạ với tốc độ vợt quá giá trị cho phép Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy gồm có:

8.1 Phanh hãm điện từ :

Về kết cấu, cấu tạo, nguyên lý hoạt động giống nh phanh hãm điện từ dùng trong các

cơ cấu của cầu trục

8.2 Phanh bảo hiểm :

( có một số tên gọi khác nh : phanh dù hoặc cơ cấu tổ đớp) Chức năng của phanh bảo

hiểm là hạn chế tốc độ di chuyển của buồng thang vợt quá giới hạn cho phép và giữ chặt buồng thang tại chỗ bằng cách ép vào hai thanh dẫn hớng trong trờng hợp bị đứt

cáp treo Về kết cấu và cấu tạo, phanh bảo hiểm có ba loại :

- Phanh bảo hiểm kiểu nêm dùng để hãm khẩn cấp

- Phanh bảo hiểm kiểu kìm (hình 1.4) dùng để hãm êm

- Phanh bảo hiểm kiểu lệch tâm dùng để hãm khẩn cấp

Phanh bảo hiểm lắp đặt trên nóc của buồng thang, hai gọng kìm 2 trợt dọc theo hai thanh dẫn hớng 1 Nằm giữa hai cánh tay đầu của gọng kìm có nêm 5 gắn chặt vối hệ

thống truyền lực trực vít và tang - bánh vít 4 Hệ truyền lực bánh vít - trục vít có hai

dang ren : bên phải là ren phải, còn phần bên trái là ren trái Khi tốc độ của buồng thang thấp hơn trị số giới hạn tối đa cho phép, nêm 5 ở hai đầu của trục vít ở vị trí xa nhất so với tang - bánh vít 4, làm cho hai gọn kìm 2 trợt bình thờng dọc theo thanh dẫn hớng 1 Trong trờng hợp tốc độ của buồng thang vợt quá giới hạn cho phép,

Trang 15

Špa án tốt nghiệp Gvhd: Thay Tran Văn Khôi

tang - bánh vít 4 sẽ quay theo chiều để kéo dài hai đầu nêm 5 về phía mình , làm cho hai gọng kìm 2 ép chặt vào thanh dẫn hớng, kết quả sẽ hạn chế đợc tốc độ di chuyển của buồng thang và trong trờng hợp bị đứt cáp treo, sẽ giữ chặt buồng thang vào hai

thanh dẫn hóng

9 Cảm biến vị trí

Trong thang máy và máy nâng, các bộn phận cảm biến vị trí dùng để :

- Phát lệnh dừng buồng thang ở mỗi tầng

- Chuyển đổi tốc độ động cơ truyền động từ tốc độ cao sang tốc độ thấp khi buồng thang đến gần tầng cần dừng, để nâng cao độ dừng chính xác của buồng thang

- Xác định vị trí của buồng thang

Hiện nay, trong sơ đồ khống chế thang máy và máy nâng thờng dùng ba loại

cảm biến vị trí :

+ Cảm biến vị trí kiểu cơ khí(công tắc chuyển đổi tầng)

Hình 1.5 Cảm biến vị trí kiểu cơ khí

1 Tấm cách điện; 2 Tiếp điểm tính; 3.Tiếp điểm động ; 4 Cần gạt; 5 Vòng đệm

cao su

Cảm biến vị trí kiểu cơ khí là một

loại công tắc ba vị trí Khi buồng thang di chuyển đi lên, dới tác dụng của vấu gạt (lắp

ở mỗi tầng) sẽ gạt tay gạt sang bên phải, cặp tiếp điểm 2 bên trái kín, khi buồng thang

di chuyển theo chiều đi xuống, vị trí tay gạt ở bên trái, cặp tiếp điểm 2 ở vị trí giữa, cả hai cặp tiếp điểm 2 đều hở

Ưu điểm : có kết cấu đơn giản, thực hiện đủ ba chức năng của bộ phận cảm biến vị trí

Nhợc điểm :

- Tuổi thọ làm việc không cao, đặc biệt là đối với thang máy tốc độ cao

- Gây tiếng ồn lớn, gây nhiễu cho các thiết bị vô tuyến

Trang 16

Nguyên lý làm việc của cảm biến kiểu cảm ứng vị trí dựa trên sự thay đổi trị số

điện cảm (L) của cuộn dây có mạch từ khi mạch từ kín và mạch từ hở

Cấu tạo của bộ cảm biến vị trí kiểu cảm ứng (hình 1.6a) gồm mạch điện từ 1, cuộn dây 2 Khi mạch từ hở, điện trở của bộ cảm biến bằng điện trở thuần của cuộn dây, còn khi mạch từ bị che kín bằng thanh thép chữ U (3), điện trở cảm biến sẽ tăng đột biến do thành phần điện cảm (L) của cuộn dây tăng

Sơ đồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu cảm ứng đợc giới thiệu trên hình 3.31a

Bộ cảm biến có thể đấu nối trực tiếp với role trung gian RTr một chiều hoặc rơle trung gian xoay chiều Khi mạch từ hở, do điện trở của cảm biến rất nhỏ, rơle trung gian RTr tác động, còn khi mạch từ kín, do điện trở của cảm biến rất lớn rơle trung gian RTr không tác động Để nâng cao độ tin cậy làm việc của rơle trung gian, đấu tụ C song song với cuộn dây của bộ cảm biến Trị số điện dung của tụ C đợc lựa chọn sao

Trang 17

Dye án tốt nghiệp Gvhd: Thầy Trần Văn Khôi

cho khi thanh sắt 3 che kín mạch từ của bộ từ cảm biến sé tạo đợc chế độ cộng hởng dòng Thông thờng bộ cảm biến CB đơc lắp ở thành giếng của thang máy, thanh sắt động lắp ở buồng thang

+ Cảm biến vị trí kiểu quang điện

(hình 7)

Hình 1.7 Cảm biến vị trí kiểu

quang điện

Bộ cảm biến vị trí dùng hai phần

tử quang điện, cấu tạo của nó đợc giới

thiệu trên hình 1.7a Cấu tạo của nó gồm

khung giá chữ U (thờng làm bằng vật

liệu không kim loại) Trên khung cách

điện gá lắp hai phần tử quang điện 2 đối

diện nhâu : một phần tử phát quang (điôt phát quang ĐF) và một phần tử thu quang ( transito quang) Để nâng cao độ tin cậy của bộ cảm biến không bị ảnh hởng độ sáng của môi trờng thờng dùng phần tử phát quang và thu quang hang ngoại Thanh gạt 3

di chuyển giữa khe hở của khung gá các phần tử quang diện

Sơ đồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu quang điện giới thiệu trên hình 1.7b Nguyên lý làm việc của bộ cảm biến kiểu quang điện nh sau: khi buồng thang cha đến đúng tầng, ánh sáng cha bị che khuất, transito quang TT thông, transito T1 khoá và transito T2 thông, rơle trung gian RTr tác động, còn khi buồng thang đến

đúng tâng, ánh sáng bị che khuất, TT khoá, T1 thông, T2 khoá, rơle trung gian RTr không tác động

IV HỆ THỐNG MẠCH ĐIỆN CỦA THANG MÁY

Trang 18

nhiệm vụ:lu trữ các lệnh di chuyển tir cabin, các lệnh gọi tầng của hành khách và thực hiện các lệnh di chuyển hoặc dừng theo một thứ tự u tiên nào đó,sau khi thực hiện xong lệnh điều khiển thì xoá bỏ ,xác định và ghi nhận thờng xuyên vị trí cabin và h-

ớng chuyển động của nó.Tất cả các hệ thống điều khiển tự động đều dùng nút ấn

là hệ thống các công tắc, rơ le ,tiếp điểm nhằm đảm bảo an toàn cho ngời , hàng

hoá và thang máy khi hoạt động, cụ thể là:bảo vệ quá tải cho động cơ, thiết bị hạn chế tải trọng nâng,các công tắc hành trình,các tiếp điểm tại cửa cabin, cửa tầng, tại hệ treo cabin và tại bộ hạn chế tốc độ, các rơ le Mạch an toàn ngắt tự động ngắt điện đến mạch động lực để dừng thang hoặc thang không hoạt động đợc trong các trờng hợp sau:

- mất điện,mất pha, đảo pha, mất đờng tiếp đất

- qua tai

- cabin vợt quá giới hạn đặt công tắc hạn chế hành trình

- đứt cáp hoặc tốc độ hạ cabin vợt qúa giá trị cho phép(bộ hạn chế tốc độ và bộ

hãm bảo hiểm làm việc)

-một trong các cáp nâng chùng quá giới hạn cho phép

- cửa cabin hoặc một trong các cửa tầng cha đóng hẳn

CHONG II: KHAO SAT DAC TINH CUA THANG MAY VA CAC YEU

CAU DIEU KHIEN

B KHAO SAT DAC DIEM CUA THANG

Phụ tải thang máy thay đổi trong một phạm vi rất rộng, nó phụ thuộc vào lọng hành khách đi lại trong một ngày đêm và hớng vận chuyển hành khách Ví dụ nh

Trang 19

ye án tốt nghiệp Gvhd: Thay Tran Văn Khôi

Tim boi: nguyenvanbientbd47@gmailcom CỔ

thang máy lắp đặt trong nhà hành chính, buổi sáng đầu giờ làm việc, hành khách đi

nhiều nhất theo chiêu nâng, còn buổi chiều cuối giờ làm việc sẽ là lợng hành khách /

nhiều nhất đi theo chiều xuống Bởi vậy , khi thiết kế thang máy phải tính cho phụ tải

xuất,nghiên cứu khoa học

Dù các toà nhà cũng nh chủng loại thang rất là đa dạng ,song mục đích việc chọn

thang nh trên đã nêu phải thoả mãn đợc các yêu cầu vận chuyển đủ số hành khách trong thời gian nhất định mà không phải chờ lâu cũng nh phải ở trong cabin quá lâu.Thực tế lợng hành khách thay đổi cần vận chuyển lại thay đổi không theo quy luật nhất định,mà thay đổi theo những giờ khác nhau trong ngày tuỳ theo tính chất

„đặc điểm , mục đích sử dụng của toà nhà.Điểm chung của sự thay đổi này có những giờ cần vận chuyển nhiều hành khách đợc gọi là giờ cao điểm

Trang 20

Giờ làm việc 9h

Đồ thị tỷ lệ hành khác tại giờ cao điểm

năng suất vận chuyển

Việc phân tích dòng hành khách tại giờ cao điểm sẽ thấy là một bớc không thể bỏ

qua khi lựa chọn thang máy song khả năng vận chuyển hành khách nh nêu trên cha phản ánh đầy đủ chất lợng phục vụ của thang đợc thể hiện bằng thời gian hành khách phải chờ đợi ở bến chính tại giờ cao điểm,nên khi chọn thang cả hai chỉ tiêu về khả năng vận chuyển (hay còn gọi là năng suất vận chuyển) và chất lợng phục vụ phải đợc phân tích đầy đủ để tìm giải pháp hợp lý

Lu lợng hành khách đi thang máy trong thời điểm cao nhất đợc tính trong thời

gian 5 phút, đợc tính theo biểu thức sau:

A(N- a)i ‘

Qs = WN *100_ trong đó:

A-tổng số ngời làm việc trong ngôi nhà

N - sốtầng của ngôi nhà

a - số tầng mà ngời làm việc không sử dụng thang máy (thờng lấy a = 2)

100 - chỉ số cờng độ vân chuyển hành khách , đặc trng cho số lợng khách (biểu

diễn dới dạng %) khi đi lên hoặc xuống trong thời gian 5”

Trang 21

Đại lợng Q: phụ thuộc vào tính chất của ngôi nhà mà thang máy phục vụ : đối với

nha chung c Qs % = (4 : 6)% ;khách sạn Qs% = (7 : 10) %; công sở Qs % = (20 =

30) %

Năng suất vận chuyển hành khách

Việc xác định chính xác số lợng hành khách cần vận chuyển bằng thang máy

(hoặc một nhóm thang máy) trong ngày cho toà nhà nhìn chung là không thể thực

hiện đợc, vì vậy khi xác định năng suất vận chuyển hành khách để từ đó xác định trọng tải định mức của thang, ngời ta quy ớc tính tính năng suất cần thiết của thang từ

tỷ số ¡ là tỷ số giữa lợng lớn nhất hành khách cần vân chuyển trong năm phút tại giờ

cao điểm và số lợng hành khách tại chỗ trong toà nhà

Năng suất của thang máy theo một hớng trên một đơn vị thời gian và đợc tính theo

biểu thức sau :

3600*

P= yy, (2.1)

E - trọng tải định mức của thang máy (số lợng ngời đi đợc cho 1 lân vận chuyển của thang máy);

ï - hệ số lấp đầy phụ tải của thang máy ;

H - chiều cao nâng (hạ) ,, m;

V - tốc độ di chuyển của buồng thang ,m/s;

} £,- tổng thời gian khi thang máy dừng ở mỗi tầng (thời gian đóng ,

mở cửa buồng thang , cửa tầng , thời gian ra, vào của hành

khách) và thời gian tăng, giảm tốc buông thang ; }Èứ, = (ti +b +b)(ma + 1) + tị + ts +

Trong đó : t¡ - thời gian tăng tốc ;

t; - thời gian giảm tốc ;

t - thời gian đóng mở cửa ;

q - thời gian đi vào của một hành khách ;

ts - thời gian đi ra của một hành khách ;

ts - thời gian khi buồng thang chờ khách đến chậm ;

Trang 22

mạ- số lần dừng của buồng thang (tính theo xác suất)

Số lần dừng mụ (tính theo xác suất có thể xác định dựa trên đồ thị hình 3.26)

Còn hệ số lấp đây 7 phụ thuộc chủ yếu vào cờng độ vận chuyển hành khách thờng

- Sơ đồ động học của cơ cấu nâng của thang máy

- Trị số tốc độ và gia tốc giới hạn cho phép

- Trọng tải của thang máy

- Khối lợng của buồng thang và đối trọng (nếu có)

- Chế độ làm việc của thang máy

Trang 23

Špa án tốt nghiệp Gvhd: Thay Tran Văn Khôi

Tinh chon công suất động cơ thực hiện theo các bớc sau :

- Chọn sơ bộ công suất động cơ dựa trên công suất cản tĩnh

- Xây dựng biểu đồ phụ tải toàn phần có tính đến phụ tải trong các chế độ quá

độ

- Kiểm tra công suất động cơ đã chọn theo điều kiện phát nhiệt (theo phơng

pháp dòng điện đẳng trị hoặc mômen đẳng trị)

Công suất cản fĩnh của động cơ khi nâng tải không dùng đối trọng đợc tính theo biểu thức sau :

P.: GGN8 9 [kW] (2.2)

Trong đó : G - khối lợng của hàng hoá, kg;

G„- khối lợng của buồng thang, kg ;

Tiêu đề	Thiết kế và mô phỏng thang máy với PLC S7 300
Trường học	University of Technology and Education Ho Chi Minh City
Chuyên ngành	Automation and Control Engineering
Thể loại	Graduation project
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Ho Chi Minh City

Định dạng
Số trang	47
Dung lượng	23,86 MB

Thiết kế và mô phỏng thang máy với PLC s7 300

CÁC HỆ TRUYỀN ĐỘNG DÙNG TRONG THANG MÁY