đồ án thực tập tốt nghiệp - thiết kế hệ thống thang máy sử dụng s7-1200

MCCB, MCB, CB MCCB, CCb, CB là thiết bị điện dùng để tự động đóng cắt mạch điện khi có sựcố: quá tải, ngắn mạch, sụt áp, … MCCB, CCB, CB thường được sử dụng trong côngnghiệp và dân du

KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ 2

_

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIÊN TỬ

HỆ CHÍNH QUY NIÊN KHÓA: 2016 - 2021

Để hoàn thành bài báo cáo thực tập tốt nghiệp này là kết quả của sự hướng dẫntận tình của quý thầy cô Khoa Kỹ Thuật Điện Tử II – Trường Học Viện Công NghệBưu Chính Viễn Thông cơ sở TP.HCM cùng sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của Bangiám đốc, các cô chú, anh chị tại Công ty TNHH TM DV KT Gia Khang

Qua đây, cho em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô Khoa Kỹ Thuật Điện

Tử II – đặc biệt là thầy Chung Tấn Lâm người đã hướng dẫn tôi hoàn thành bài báocáo này, cùng lòng biết ơn sâu sắc đến ban lãnh đạo, các thành viên trong công ty đãtạo điều kiện cho em có đợt thực tập cuối khóa về lập trình tự động hóa

Trong bài báo cáo, không thể không có sai sót, kính mong nhận được ý kiếnđóng góp của quý thầy cô và quý công ty

Em xin chân thành cảm ơn!

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii

CHƯƠNG I: TÌM HIỂU VỀ CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 1

1.1 Thiết bị đóng cắt 1

1.1.1 MCCB, MCB, CB 1

1.1.2 Contactor 3

1.1.3 Rơle nhiệt (Over Load) 4

1.1.4 Rơle trung gian 6

1.1.5 Rơle thời gian 7

1.2 Cảm biến và thiết bị phụ trợ 7

1.2.1 Công tắc hành trình (Limit switch) 7

1.2.2 Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ (Inductive Proximity Sensor) 8

1.2.3 Cảm biến tiệm cận điện dung 9

1.2.4 Cảm biến siêu âm 10

1.2.5 Cảm biến quang 11

1.2.6 Ưu nhược điểm các loại các biến 14

1.2.7 Cách đấu dây cảm biến 15

1.3 Biến tần công nghiệp 16

1.3.1 Phân loại 16

1.3.2 Cấu tạo 16

1.3.3 Nguyên lý hoạt động 17

CHƯƠNG II: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG THANG MÁY 18

2.1 Phân loại thang máy 18

2.1.1 Phân loại theo công dụng 18

2.1.2 Phân loại theo hệ thống dẫn động cabin 18

2.1.3 Phân loại theo ví trị đặt bộ tời treo 19

2.1.4 Phân loại theo hệ thống vận hành 19

2.1.5 Phân loại theo các thông số cơ bản 19

2.2 Cấu tạo của thang máy và các chức năng 19

2.2.1 Tổng quan về cơ khí của thang máy 19

2.2.2 Sơ bộ về chức năng của một số bộ phận 22

2.3.4 Yêu cầu về dừng chính xác 33

2.3.5 Yêu cầu các hệ thống truyền động trong thang máy 34

2.3.6 Các tiêu chuẩn thiết kế thang máy 34

CHƯƠNG III: TÌM HIỂU VỀ PLC VÀ WINCC 36

3.1 Tìm hiểu về PLC 36

3.1.1 PLC là gì? PLC dùng để làm gì? 36

3.1.2 Cấu hình và hoạt động của PLC S7-1200 37

3.2 Tìm hiểu về WinCC 39

3.2.1 Giới thiệu về phần mềm WinCC 39

3.2.2 Các ứng dụng của WinCC 39

3.3 Thiết kế hệ thống điều khiển thang máy 40

3.3.1 Các đầu vào/ra PLC S7-1200 trong chương trình 40

3.3.2 Sơ đồ mạch 44

3.3.3 Giao diện mô phỏng giám sát WinCC 46

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

DANH MỤC HÌN

Hình 1.3 RCCB 2

Hình 1.4 Contactor 3

Hình 1.5 Rơle nhiệt (Over Load) 4

Hình 1.6 Cấu tạo rơle nhiệt 5

Hình 1.7 Rơle trung gian 6

Hình 1.8 Một số relay thời gian thông dụng 7

Hình 1.9 Cấu tạo của công tác hành trình 8

Hình 1.10 Cấu tạo của công tắc hành trình nam châm 8

Hình 1.11 Một số cảm biến từ 9

Hình 1.12 Một số cảm biến tiệm cận điện dung 10

Hình 1.13 Cảm biến siêu âm 11

Hình 1.14 Một số loại cảm biến quang 12

Hình 1.15 Cảm biến quang Thru - Beam 13

Hình 1.16 Cảm biến quang Diffuse Reflective 13

Hình 1.17 Cảm biến quang Retro - Reflective 14

Hình 2.1 Kết cấu và bố trí thiết bị của thang máy 21

Hình 2.2 Cơ cấu nâng: (a) cơ cấu nâng có hộp giảm tốc; (b) cơ cấu nâng không có hộp giảm tốc 22

Hình 2.3 Tủ điện 23

Hình 2.4 Cabin 23

Hình 2.5 Ngàm dẫn hướng và rãnh trượt 24

Hình 2.6 Phanh bảo hiểm kiểu kìm 25

Hình 2.7 Cáp thép phủ nhựa 25

Hình 2.8 Bộ giảm chấn thủy lực và giảm chấn lò xo 26

Hình 2.9 Vị trí lắp đặt hệ thống giảm chấn trong giếng thang máy 27

Hình 2.10 Sơ đồ các hệ thống cân bằng 28

Hình 2.11 Mô hình hệ thống cảm biến cửa 29

Hình 2.12 Tủ cứu hộ tự động cho thang máy 30

Hình 2.13 Photocell dạng thanh dùng cho thang máy 30

Hình 2.14 Thắng cơ 31

Hình 2.15 Công tấc hành trình 31

Hình 2.16 Bộ hạn chế tốc độ 32

Hình 3.1 PLC 36

Hình 3.2 Ví dụ về hoạt động output của PLC 36

Hình 3.7 PLC S7 - 1200 38

Hình 3.8 Sơ đồ cấp điện và đấu dây biến tần 44

Hình 3.9 Sơ đồ mạch động lực 45

Hình 3.10 Mạch đảo chiều động cơ 45

Hình 3.11 Mạch hiển thị LED 7 đoạn 46

Hình 3.12 Giao diện giám sát điều khiển 46

Thang máy là thiết bị vận tải d ùng để chở người và hàng hoá theo phương thẳngđứng Nó là một loại hình máy nâng chuyển được sử dụng rộng rãi trong các ngànhsản xuất của nền kinh tế quốc dân như trong ngành khai thác hầm mỏ, trong ngành xâydựng, luyện kim, công nghiệp nhẹ ở những nơi đó thang máy được sử dụng để vậnchuyển hàng hoá, sản phẩm, đưa công nhân tới nơi làm việc có độ cao khác nhau Nó

đã thay thế cho sức lực của con người và đã mang lại năng suất cao

Trong sinh hoạt dân dụng, thang máy được sử dụng rộng rãi trong các toà nhàcao tầng, cơ quan, khách sạn Thang máy đã giúp cho con người tiết kiệmđược thờigian và sức lực

Ở Việt Nam từ trước tới nay thang máy chỉ chủ yếu được sử dụng trongcôngnghiệp để trở hàng và ít được phổ biến Nhưng trong giai đoạn hiện nay nền kinh tếnước ta đang có những bước phát triển mạnh thì nhu cầu sử dụng thang máy trong mọilĩnh vực ngày càng tăng lên

Do trình độ và thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rấtmong được sự chỉ bảo, châm trước, giúp đỡ của các thầy cô để bài làm này của emđược hoàn thiện hơn Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứngnhiệm vụ công tác sau này

Em xin chân thành cảm ơn!

TP HCM, ngày 18 tháng 08 năm 2020

Sinh viên thực hiện

PHẠM CHÍ THANH

Họ và tên sinh viên: PHẠM CHÍ THANH

MSSV: N16DCDT085

Lớp: D16CQKD02-N

Trường: Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông cơ sở tại Thành Phố Hồ Chí

Minh

Giáo viên hướng dẫn: ThS Phạm Xuân Minh

Địa điểm thực tập: Công ty TNHH TM DV KT Gia Khang

1.Tiến độ và thái độ thực tập của sinh viên:

- Mức độ liên hệ với giáo viên: ………

- Thời gian thực tập và quan hệ cơ sở: ………

- Tiến độ thực hiện: ………

2.Nội dung báo cáo:

3 Điểm báo cáo:

TPHCM, Ngày 18 Tháng 08 Năm 2020

Giáo viên hướng dẫn

Ths Phạm Xuân Minh

CHƯƠNG I: TÌM HIỂU VỀ CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

1.1 Thiết bị đóng cắt

1.1.1 MCCB, MCB, CB

MCCB, CCb, CB là thiết bị điện dùng để tự động đóng cắt mạch điện khi có sựcố: quá tải, ngắn mạch, sụt áp, … MCCB, CCB, CB thường được sử dụng trong côngnghiệp và dân dụng với dải công suất từ vài chục đến hàng ngàn ampe Thiết bị nàythường được lắp đặt trongcác tủ điều khiển, tủ phân phối tổng, hoặc nơi đầu tổng mạngđiện của nhà máy

MCCB, CCB, CB được gọi chung là aptomat và được phân loại theo công suất

và mục đích sử dụng Để lựa chọn loại aptomat cho phù hợp ta chú ý đến các thông sốsau:

Ics: Dòng điện cắt tải thực tế

Ue: Điện áp làm việc định mức

Icu: Khả năng chịu đựng dòng của tiếp điểm khi có sự cố ngắn mạch

Icw: Khả năng chịu dòng ngắn mạch của tiếp điểm (1s, 3s)

Chapter 1 Hình 1.1 MCCB

Ví dụ: Một MCCB có được ký hiệu ghi với thông số sau đây MCCB 4P / 100AF / 100 AT / 36KA thì được hiểu theo nghĩa như nào.

+ MCCB 4P: hiểu là thiết bị dang khối và 4 cực Poles

+ 100AF: Kích thước (Frame Size) : Loại 100A

+ 100AT (Ampe Trip): Dòng định mức: 100A và (AT=0,4=>1AF)

+ 36KA: Khả năng cắt khi ngắn mạch: Giá trị này càng lớn thì chi phí và giá

thành càng cao

Chapter 2 Hình 1.2 MCB

MCB cũng là thiết bị đóng ngắt nhưng với công suất nhỏ hơn, đóng gói dạng tép

và không có module mở rộng Thiết bị này thường được lắp ở các khu vực nhánh, trựctiếp đầu phụ tải, bảo vệ quá dòng, giá thành rẻ hơn so với MCCB

Chapter 3 Hình 1.3 RCCB

RCCB là aptomat chống dòng rò (chống giật) Với nguyên lý đo dòng điện chênh

lệch giữa N và L để ngắt thiết bị RCCB không có chức năng bảo vệ quá tải nó thườngđược lắp kèm với 1 MCB ở phía đầu cuối

1.1.2 Contactor

Contactor được ứng dụng nhiều trong điện công nghiệp, hầu hết các thiết bị điện

công nghiệp cần đóng ngắt và điều khiển cần phải thông qua bộ khởi động từ này.

Chapter 4 Hình 1.4 Contactor

Contactor cấu tạo gồm hai phần chính là phần động lực và phần điều khiển:

+ Phần động lực gồm những tiếp điểm chịu được dòng lớn, cấu tạo bằng chất liệuđặc biệt ở tiếp điểm để tránh việc hao mòn do đóng cắt lâu ngày Ngoài ra những khởiđộng từ có công suất lớn còn có buồn dập hồ quang, các tiếp điểm phụ nối tiếp vớimục đích gia tăng độ bền cho tiếp điểm chính

+ Hệ thống dập hồ quang gồm nhiều vách ngăn kim loại đặt cạnh tiếp điểmchính

+ Khi có tín hiệu cấp vào cuộn hút, rơ lơ sẽ đóng tiếp điểm và thông mạch chodòng điện chạy qua Ưu điểm là chỉ với một dòng điện và áp rất nhỏ chúng ta có thểđiều khiển hệ thống hàng ngàn ampe

Contactor gồm nhiều loại và các mục đích sử dụng khác nhau Được chia ra làm

nhiều dải công suất, với mức điện áp điều khiển AC 220V/380V hay DC 12V/24V tùytheo điện áp đầu ra của mạch điều khiển Contactor 1 pha hay 3 pha phụ thuộc vàođiện áp cấp vào tải, cấu tạo đóng hộp hở hay kín, có chống bụi, dầu mỡ Cần lựa chọnphù hợp vào môi trường hoạt động của tải

Các thông số để lựa chọn Contactor:

+ Điện áp điều khiển cuộn hút: AC/DC

+ Điện áp hoạt động định mức Uđm

+ Điện áp xung chịu Uipm

+ Dòng điện định mức In, khi hoạt động với điện áp định mức và tải định mức

+ Dòng điện chịu đựng khi có sự cố ngắn mạch sảy ra Icu (1s,3s)

+ Tần số đóng cắt của Contactor / đơn vị thời gian

1.1.3 Rơle nhiệt (Over Load)

Là một loại thiết bị để bảo bệ động cơ và mạch điện khi có sự cố quá tải Rolenhiệt không tác động tức thời theo trị số dòng điện vì nó có quán tính nhiệt lớn, phải

có thời gian phát nóng, do đó nó có thời gian làm việc từ vài giây đến vài phút

Chapter 5 Hình 1.5 Rơle nhiệt (Over Load)

Cấu tạo role nhiệt

Chapter 6 Hình 1.6 Cấu tạo rơle nhiệt

1 Đòn bẩy

2 Tiếp điểm thường đóng (NC)

3 Tiếp điểm thường mở (NO)

4 Vít chỉnh dòng điện tác động

5 Thanh lưỡng kim

6 Dây đốt nóng

7 Cần gạt

8 Nút phục hồi (Reset)

Phần tử cơ bản của rơle nhiệt là phiến kim loại kép (bimetal) cấu tạo từ hai tấm

kim loại, một tấm hệ số giãn nở bé (thường dùng invar có 36% Ni, 64% Fe) một tấm

hệ số giãn nở lớn (thường là đồng thau hay thép crôm - niken, như đồng thau giãn nởgấp 20 lần invar) Hai phiến ghép lại với nhau thành một tấm bằng phương pháp cánnóng hoặc hàn Khi đốt nóng do dòng điện, phiến kim loại kép uốn về phía kim loại có

hệ số giãn nở nhỏ hơn, có thể dùng trực tiếp cho dòng điện qua hoặc dây điện trở baoquanh Để độ uốn cong lớn yêu cầu phiến kim loại phải có chiều dài lớn và mỏng Nếucần lực đẩy mạnh thì chế tạo tấm phiến rộng, dày và ngắn

Rơle nhiệt dùng để bảo vệ quá tải cho động cơ, do đó khi chọn rơ le nhiệt cần

phải chọn loại phù hợp với động cơ thì mới có tác dụng bảo vệ Nhiều trường hợpngười dùng chọn rơ le nhiệt theo dòng của contactor hoặc aptomat là không đúng dẫntới động cơ bị cháy khi quá tải

Ví dụ: động cơ 3 pha 380V 15kW có dải hoạt động 22-34A Nếu chọn rơ le nhiệt

của hãng Mitsubishi thì chọn TH-T50 35A (30-40A) Trong khi đó có thể chọn

1.1.4 Rơle trung gian

Rơle trung gian về cơ bản là một thiết bị relay điện từ với kích thước nhỏ.

Chúng có chức năng chuyển mạch tín hiệu điều khiển hoặc làm nhiệm vụ khuếch đại.Trong sơ đồ điều khiển, relay trung gian thông thường được lắp đặt ở vị trí trung gian

Nó nằm giữa những thiết bị điều khiển công suất nhỏ và những thiết bị có công suấtlớn hơn

Hiện nay trên thị trường có các loại relay trung gian như sau:

+ Rơle trung gian 5v, 12v, 24V (DC)

+ Rơle trung gian 8 chân, 14 chân

Chapter 7 Hình 1.7 Rơle trung gian

Thiết bị nam châm điện này có thiết kế gồm lõi thép động, lõi thép tĩnh và cuộndây Cuộn dây bên trong có thể là cuộn cường độ, cuộn điện áp hoặc cả 2 Lõi thépđộng được găng bởi lò xo cùng định vị bằng một vít điều chỉnh Cơ chế tiếp điểm baogồm tiếp điểm thuận và tiếp điểm nghịch

Dòng điện chạy qua relay trung gian sẽ chạy qua cuộn dây bên trong Nó tạo ramột từ trường hút Từ trường hút này tác động lên một đòn bẩy bên trong Hiện tượngnày làm đóng hoặc mở các tiếp điểm điện Từ đó sẽ làm thay đổi trạng thái của rơle Sốtiếp điểm điện bị thay đổi có thể là 1 hoặc nhiều, tùy vào thiết kế

Rơle trung gian có 2 mạch độc lập nhau hoạt động Một mạch điều khiển cuộn

dây của relay: Cho dòng chạy qua cuộn dây hay không (hay có nghĩa là điều khiểnrelay ở trạng thái ON hay OFF) Một mạch điều khiển dòng điện ta cần kiểm soát cóqua được relay hay không dựa vào trạng thái ON hay OFF của rơle

1.1.5 Rơle thời gian

Rơle thời gian hay còn được gọi là timer (bộ định thời gian) dùng để tạo thời

gian trễ trong lúc chuyển mạch giữa các khí cục trong mạch điện Thời gian chuyểnmạch của role thời gian tạo ra thường từ vài giây đến vào giờ tùy vào yêu cầu của bàitoán chúng ta đề ra

Chapter 8 Hình 1.8 Một số relay thời gian thông dụng

Relay thời gian có nhiều dạng: cơ khí (dùng lò xo xoắn hoặc dây thiều), relay

thời gian dùng khí nén (pneumatic timing delay), relay thời gian dùng mạch điện tử(sử dụng linh kiện bán dẫn tạo thời gian trễ),

Khi thiết kế mạch điều khiển truyền động cơ hoặc 1 tải nào đó thì có 2 loại relay

thời gian thường được sử dụng đó là:

+ Relay thời gian tác động trễ (On-delay relay timer)

+ Relay thời gian ngắt (dừng) trễ (Off-delay relay timer)

1.2 Cảm biến và thiết bị phụ trợ

Cảm biến dùng để đo, đếm, cảm nhận, … các đại lượng vật lý không điện thànhcác tín hiệu điện, tín hiệu của cảm biến sẽ được hồi tiếp thường xuyên về hệ thốngđiều khiển Cảm biến bao gồm các loại sau: công tắc hành trình, cảm biến quang, cảmbiến cảm ứng từ, cảm biến siêu âm, …

1.2.1 Công tắc hành trình (Limit switch)

- Công tắc hành trình dạng cơ khí:

Nguyên lý hoạt động của dạng công tắc hành trình này như sau: Khi con lăn bịtác động, ép lò xo (1) làm tấm lò xo (6) di chuyển xuống phía dưới đến khi tác độnglên cần đẩy (3) và nâng trục dẫn hướng (9) lên phía trên Trên thân (2) có gắn tiếpđiểm (4) và (5), trên trục dẫn hướng (9) gắn tiếp điểm (8) Khi trụ dẫn hướng bị dichuyển lên phía trên thì tiếp điểm (4) mở sẽ thành tiếp điểm đóng và tiếp điểm đóng(5) thành tiếp điểm mở

Chapter 9 Hình 1.9 Cấu tạo của công tác hành trình

- Công tắc hành trình nam châm

Cấu tạo công tắc hành trình nam châm gồm một vỏ bằng thủy tinh bên trong cóhai cực làm bằng Rhodium, Volfram, Bạc, toàn bộ được chứa trong môi trường khíNitơ, khí Hydro hoặc chân không

Chapter 10 Hình 1.10 Cấu tạo của công tắc hành trình nam châm

Đây là loại công tắc hành trình không tiếp xúc có nghĩa là khi có nam châm dichuyển đến công tắc sẽ làm đóng mạch của công tắc

1.2.2 Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ (Inductive Proximity Sensor)

Cấu tạo cảm biến cảm ứng từ bao gồm 4 phần chính: cuộn dây điện từ, bộ daođộng, mạch trigger, khối output

Bộ tạo dao động sẽ tạo ra tần số cao, thông qua cuộn dây điện từ sẽ tạo ra vùngtừ trường biến thiên nằm ở đầu cảm biến, nếu có vật kim loại nằm trong vùng đường

sức của từ trường, trong kim loại sẽ hình thành dòng điện xoáy, dòng điện xoáy nàytạo ra từ trường mới ngược với từ trường ban đầu làm cho biên độ dao động của từtrường giảm Như vậy năng lương của bộ dao động sẽ giảm dòng điện xoáy sẽ tăng khivật càng gần cuộn dây điền từ Mạch trigger có nhiệm vụ giám sát biên độ dao độngcủa từ trường, nếu có sự thay đổi biên độ từ trường, mạch trigger sẽ tác động đếnoutput, làm thay đổi trạng thái ngõ ra của tải.

Chapter 11 Hình 1.11 Một số cảm biến từ

Cảm biến cảm ứng từ dùng để nhận biết các vật kim loại ở gần Khoảng cách tácdụng của đồng thau, nhôm sẽ gần hơn so với sắt, thép

Trong thực tế cảm biến cảm ứng từ dùng để phát hiện mũi khoan bị gãy, kiểm tratồn tại của các bulông trên mâm xoay, kiểm tra víj trí đóng và mở hoàn toàn của mộtvan, kiểm tra sự hiện diện của lon và nắp trên một dây chuyền

1.2.3 Cảm biến tiệm cận điện dung

Cảm biến tiệm cận điện dung có cấu tạo tương tự cảm biến tiệm cận cảm ứng từnhưng khác nhau về bề mặt cảm biến

Bề mặt của cảm biến tiệm cận điện dung có cấu tạo bởi ba vòng kim loại đồngtâm Hai vòng tròn ở trong là hai điện cực tạo thành tụ điện, vòng tròn thứ ba ngoàicùng là điện cực bù Điện cực bù có tác dụng làm giảm độ nhạy của cảm biến với bụibẩn, dầu mỡ, giúp cho cảm biến hoạt động chính xác hơn Khi một vật đến gần bềmặt của một cảm biến, đi vào vùng tĩnh điện của điện cực sẽ làm cho hệ số điện môithay đổi, dẫn đến điện dung thay đổi ở bộ tạo dao động Bộ tạo dao động bắt đầu hoạtđộng Mậch trigger sẽ kiểm tra biên độ dao động của bộ dao động cho đến khi đạt đếnngưỡng biên độ dao động tác động thì trạng thái ngõ ra output sẽ thay đổi Khi vật đi

ra xa bề mặt cảm biến sẽ làm cho biên độ dao động giảm, ngõ ra output sẽ trở về trạngthái ban đầu

Chapter 12 Hình 1.12 Một số cảm biến tiệm cận điện dung

Cảm biến tiệm cận điện dung có khả năng phát hiện những vật kim loại cũngnhư phi kim loại như là giấy, thủy tinh, chát lỏng, vải, …

Do mỗi vật thể có hằng số điện môi khác nhau nên khoảng cách tác dụng củacảm biến điện dung đối với mỗi vật thể cũng khác nhau Trong thực thế thì cảm biếntiệm cận điện dung được sử dung trong điều khiển hệ thống làm đầy mức chất lỏngtrong thùng, phát hiện có sữa trong hộp giấy, …

1.2.4 Cảm biến siêu âm

Cảm biến siêu âm gồm có 4 thành phần chính: bộ phận phát và nhận sóng siêu

âm, bộ phận so sánh, mạch phát hiện và mạch ngõ ra

Bộ phận phát và nhận sóng siêu âm gồm 1 cái đĩa ceramic kiểu áp điện được gắn

ở dưới bề mặt của cảm biến Đĩa này có tác dụng phát và nhận sóng siêu âm

Khi có một điện áp hay tần số cao được đưa vào thì đĩa sẽ rung động tạo ra sóngsiêu âm Khi sóng siêu âm được phát đi nếu gặp phải một vật cản thì tại đó sẽ dộingược lại một sóng siêu âm mới có tần số tương tự nhưng có biên độ nhỏ hơn

Khi cảm biến nhận được sóng phản hồi, bô phận so sánh sẽ tính toán bằng cách

so sánh thời gian nhận và phát tín hiệu sóng siêu âm, vận tốc sóng siêu âm để tính raquãng đường đi của sóng siêu âm cũng chính là khoảng cách của cảm biến và vật cản

Tín hiệu ngõ ra của cảm biến có thể là Digital hoặc Analog Tín hiệu từ cảm biếndigital báo có hay không sự xuất hiện của vật cản trong vùng cảm nhận của cảm biến.Tín hiệu từ cảm biến analog chứ thông tin khoảng cách từ cảm biến đến vật cản

Chapter 13 Hình 1.13 Cảm biến siêu âm

Trong công nghiệp cảm biến siêu âm dùng để điều khiển mực chất lỏng, pháthiện người, phát hiện dây bị đứt, phát hiện xe, và nhiều ứng dụng khác trong cuộcsống như bắn tốc độ, máy siêu âm, máy tán sỏi thận,

1.2.5 Cảm biến quang

Cảm biến quang là một loại thiết bị có khả năng nhận biết hầu hết các vật ngoạitrừ các vật trong suốt như thủy tinh … chúng có thể nhận biết được vật với khoảngcách ở xa, chúng cũng có thể nhận biết được các vật ở trong môi trường chan không.Phần điều khiển của cảm biến quang bao gồm phần phát (nguồn sáng), phần thu

để nhận ra ánh sáng phát ra do bên phát phát ra kết hợp với mạch so sánh và mạchkhuêch đại tín hiệu

Ánh sáng sử dụng trong cảm biến quang là ánh sáng hồng ngoại đã được điềuchế và được phát ra bởi diode phát quang với tần số 5-30kHz

Chapter 14 Hình 1.14 Một số loại cảm biến quang

Cảm biến quang được chia làm 3 loại chính:

+ Retro – Reflective

Chapter 17 Hình 1.17 Cảm biến quang Retro - Reflective

Trong thực tế cảm biến loại Thru – Beam để xác định vật thể nằm trong chaitrong suốt Cảm biến loại Retro - Reflective để đếm số lượng lon trên băng tải, điềukhiển cổng bãi đậu xe, đếm số lượng chai trên băng tải Cảm biến loại Diffuse -–Reflective để phát hiện cuộn giấy đã hết để thay cuộn khác, phát hiện nắp và mức chấtlỏng trên dây chuyền đóng chai tự động

1.2.6 Ưu nhược điểm các loại các biến

Cảm biến Ưu điểm Nhược điểm

Công tắc hành trình - Khả năng chịu dòng

ứng từ - Sử dụng được trong mỗi trường khắc nhiệt

Cảm biến tiệm cận điện

- Nhạy cảm với môi

trường thay đổiCảm biến siêu âm - Nhận biết được tất cả

các loại vật liệu - Nhạy cảm với nhiệt độ môi trường

- Không nhận biết

được vật trong mỗi trường chân không

1.2.7 Cách đấu dây cảm biến

- Ngõ ra là Transitor

+ Ngõ ra là Transitor loại PNP

+ Ngõ ra là Transitor loại NPN

- Ngõ ra là tiếp điểm

+ Loại 2 đầu dây

+ Loại 3 đầu dây

+ Loại 4 đầu dây

1.3 Biến tần công nghiệp

Biến tần là thiết bị làm thay đổi tần số dòng điện đặt lên cuộn dây bên trong động

cơ và thông qua đó biến tần có thể điều khiển tốc độ động cơ một cách vô cấp, khôngcần dùng đến các hộp số cơ khí Nói một cách đơn giản, biến tần chính là thiết bị biếnđổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thểđiều chỉnh được Biến tần thường sử dụng các linh kiện bán dẫn để đóng ngắt tuần tựcác cuộn dây của động cơ để làm sinh ra từ trường xoay làm quay rô-to (rotor) Biếntần có thể thay đổi tần số từ 1Hz đến 50Hz, thậm chí là 60Hz hoặc lên đến 400Hz đốivới loại động cơ chạy tốc độ cao trong các máy CNC Chính vì vậy nhờ có biến tần mà

ta có thể làm cho động cơ chạy nhanh hơn bình thường so với chạy tần số 50Hz

1.3.1 Phân loại

Ngày nay, máy biến tần được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau Biếntần ngày nay là được tích hợp trong hệ thống cung cấp nguồn điện liên tục hay còn gọi

là bộ lưu điện UPS

Biến tần thường được chia thành biến tần AC và biến tần DC

- Biến tần AC: được sử dụng một cách rộng rãi, chúng được thiết kế để điều

khiển tốc độ động cơ xoay chiều AC

- Biến tần DC: kiểm xoát sự rẽ nhanh của động cơ điện một chiều

Ngoài ra ta cũng có thể phân loại biến tần theo công suất đáp ứng cho tải, ứngdụng đặc biệt của biến tần như thang máy, năng lượng mặt trời, cầu trục, …

1.3.2 Cấu tạo

Biến tần được cấu tạo từ các bộ phận có chức năng nhận nguồn điện có điện ápđầu vào cố định với tần số cố định, từ đó biến đổi thành nguồn điện có điện áp và tần

số biến thiên ba pha (có thể thay đổi) để điều khiển tốc độ động cơ

Một số bộ phận chính của biến tần có thể kể đến như: mạch chỉnh lưu, mạch mộtchiều trung gian (DC link), mạch nghịch lưu và phần điều khiển

- Bộ chỉnh lưu: Phần đầu tiên trong quá trình biến điện áp đầu vào thành đầu ra

mong muốn cho động cơ là quá trình chỉnh lưu Điều này đạt được bằng cách sử dụngbộ chỉnh lưu cầu diode sóng toàn phần

- Tuyến dẫn một chiều: Tuyến dẫn một chiều là một giàn tụ điện lưu trữ điện áp

một chiều đã chỉnh lưu Một tụ điện có thể trữ một điện tích lớn, nhưng sắp xếp chúngtheo cấu hình tuyến dẫn một chiều sẽ làm tăng điện dung Điện áp đã lưu trữ sẽ được

sử dụng trong giai đoạn tiếp theo khi IGBT tạo ra điện năng cho động cơ

- IGBT: Thiết bị IGBT được công nhận cho hiệu suất cao và chuyển mạch nhanh.

Trong biến tần, IGBT được bật và tắt theo trình tự để tạo xung với các độ rộng khácnhau từ điện áp tuyến dẫn một chiều được trữ trong tụ điện

- Bộ kháng điện xoay chiều: Bộ điện kháng dòng xoay chiều là cuộn cảm hoặc

cuộn dây Cuộn cảm lưu trữ năng lượng trong từ trường được tạo ra trong cuộn dây vàchống thay đổi dòng điện

- Bộ điện kháng một chiều: Bộ điện kháng một chiều giới hạn tốc độ thay đổi

dòng tức thời trên tuyến dẫn một chiều Việc giảm tốc độ thay đổi này sẽ cho phép bộtruyền động phát hiện các sự cố tiềm ẩn trước khi xảy ra hỏng hóc và ngắt bộ truyềnđộng ra

- Điện trở hãm: Lượng điện thừa tạo ra cần phải được xử lý bằng cách nào đó.

Điện trở được sử dụng để nhanh chóng “đốt cháy hết” lượng điện thừa này được tạo rabởi hiện tượng này bằng cách biến lượng điện thừa thành nhiệt

1.3.3 Nguyên lý hoạt động

Khi không có nguồn điện: Ắc quy phóng điện qua bộ biến tần, chuyển nguồnđiện một chiều DC thành nguồn xoay chiều AC cung cấp nguồn cho tải

Đối với dạng UPS offline/line-interactive có tác dụng bình ổn điện áp của mạch

và dự trữ năng lượng cho ắc quy Các thiết bị điện thông thường được nối trực tiếp vớinguồn điện chính Khi điện áp đi qua mạch dưới mức quy định hay xảy ra tình trạngmất điện lưới chính, thì nguồn UPS bật chức năng sử dụng bộ biến tần (Inverter) DC-

AC, một thiết bị chủ yếu sử dụng năng lượng dự trữ trong ắc quy Sau đó UPS sẽchuyển mạch cho các thiết bị kết nối với đầu ra bộ biến tần này Tiếp theo, ắc quy sẽphóng điện qua bộ biến tần, chuyển nguồn điện DC thành AC và cung cấp nguồn chotải Thời gian chuyển này có thể kéo dài đến khoảng nhỏ hơn 20 mili giây tùy thuộcvào thời gian cần thiết để UPS phát hiện ra các sự cố điện nêu trên

Như vậy, thiết bị hay hệ thống lưới điện sẽ được đảm bảo ổn định trong nhữngtrường hợp bất khả kháng xảy ra liên quan đến nguồn điện có khả năng gây hư hại chomáy móc, thiết bị, từ đó gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến quy trình hoạt động kinhdoanh

CHƯƠNG II: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG THANG MÁY

Thang máy là một thiết bị chuyên dùng để dùng vận chuyển người, hàng hoá,vật liệu, thực phẩm, giường bệnh, v.v… theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng mộtgóc nhỏ hơn 150 so với phương thẳng đứng một tuyến đã định sẵn

Thang máy thường được dùng trong các khách sạn, công sở, chung cư, bệnhviện, và các đài quan sát, tháp truyền hình trong các nhà máy, công xưởng đặc điểmvận chuyển bằng thang máy so với các phương tiện vận chuyển khác là thời gian mộtchu kỳ vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn, đóng mở liên tục

Hiện nay thang máy là thiết bị rất quan trọng, đặc biệt là nhà cao tầng vì nó giúpngười ta không phải dùng sức chân để leo cầu thang và được sử dụng thay cho cầuthang bộ

2.1 Phân loại thang máy

2.1.1 Phân loại theo công dụng

- Thang máy chuyên chở người

Loại này để vận chuyển hành khách trong các khách sạn, công sở, nhà nghỉ, cáckhu chung cư, trường học, tháp truyền hình vv

- Thang máy chuyên chở người có tính hàng đi kèm

Loại này thường được dùng trong siêu thị

- Thang máy chuyên chở người bệnh nhân

Loại này thường được dùng trong bệnh viện, các khu điều dưỡng, Đặc điểmcủa chúng là kích thước thông thủy cabin phải đủ lớn để chứa băng ca (cáng) hoặcgiường của bệnh nhân cùng với các bác sĩ, nhân viên cùng các thiết bị cấp cứu đi kèm.Hiện nay trên thế giới đã sản xuất cùng tiêu chuẩn về kích thước, tải trọng cho loạithang máy này

- Thang máy chuyên chở hàng có người đi kèm

Loại này thường sử dụng trong nhà máy, công xưởng, kho, thang dùng cho nhânviên khách sạn, chủ yếu chở hàng nhưng có người đi kèm để phục vụ

- Thang máy chuyên chở hàng không có người đi kèm

Loại này chuyên dùng để chở vật liệu, thức ăn trong các khách sạn, nhà ăn tậpthể, … Đặc điểm của loại này là chỉ có thể điều khiển ở ngoài cabin Ngoài ra còn cócác loại thang máy chuyên dụng khác như: Thang máy cứu hỏa, chở otô, …

2.1.2 Phân loại theo hệ thống dẫn động cabin

- Thang máy dẫn động điện

Loại này dẫn động cabin lên xuống nhờ động cơ điện truyền qua hộp giảm tốcpuli ma sát hoặc tang cuốn cấp Chính nhờ cabin được treo bằng cáp mà hành trình lênxuống không bị hạn chế

- Thang máy dẫn động thủy lực

Loại này có đặc điểm là cabin được đẩy từ dưới lên nhờ pít tông – xylanh thủylực nên hành trình bị hạn chế Hiện nay có thang máy thủy lực có hành trình tối đa là18m, vì vậy không thể trang bị cho các tòa nhà cao tầng mặc dù thiết kế đơn giản, tiếtkiệm diện tích giếng thang khi có cùng tải trọng với dẫn động cáp

2.1.3 Phân loại theo ví trị đặt bộ tời treo

- Thang máy có bộ tời kéo đặt dưới giếng thang

- Thang máy có bộ tời kéo đặt trên giếng thang

- Thang máy có bộ tời dẫn động đặt trên nóc cabin

2.1.4 Phân loại theo hệ thống vận hành

- Theo mức độ tự động

+ Loại nửa tự động

+ Loại tự động

- Theo tổ hợp điêu khiển

+ Điều khiển đơn

+ Điều khiển kép

+ Điều khiển theo nhóm

2.1.5 Phân loại theo các thông số cơ bản

- Theo tốc độ di chuyển của cabin

+ Loại tốc độ thấp: V < 1m/s

+ Loại tôc độ trung bình: V = 1-2,5m/s

+ Loại tốc độ cao: V = 2,5-4m/s

+ Loại tốc độ rất cao: V > 4m/s

- Theo khối lượng vận chuyển của cabin

+ Loại nhỏ: Q < 500Kg

+ Loại trung bình: Q = 500 – 1000Kg

+ Loại lớn: Q = 1000 – 1600Kg

+ Loại rất lớn: Q > 1600Kg

2.2 Cấu tạo của thang máy và các chức năng

2.2.1 Tổng quan về cơ khí của thang máy

Thang máy có cấu trúc phức tạp nhưng nhìn chung được cấu tạo gồm một số bộphận như sau:

- Cơ cấu nâng hạ bao gồm:

Động cơ không đồng bộ đảo chiều

Puly (tang cuốn cấp nâng hạ)

Hệ thống phanh giữ (phanh từ)

Hộp giảm tốc

- Bộ phận dẫn hướng (gồm một hệ thống ray)

- Bộ phận treo ca bin (hệ thống cáp)

- Bộ phận hạn chế tốc độ

- Bộ giảm chấn đáy hầm

- Hệ thống đảm bảo an toàn và phục vụ khác

- Tủ điện và hệ thống điều khiển

Tất cả các thiết bị của thang máy đặt 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 (dưới mức sàn tầng 1)

Mỗi bộ phận chức năng đó đảm nhận một nhiệm vụ làm thang máy hoàn

chỉnh hơn, an toàn thuận tiện hơn Độ phức tạp của thang máy càng cao thì các

bộ phận cấu thành càng nhiều Do đó, khả năng chế tạo, lắp ráp điều chỉnh càng

khó khăn hơn và làm ảnh hưởng tới tốc độ chính xác của thang máy