Trang ĐỀ ÁN Ứng dụng PLC SIEMENS S7-200 vào điều khiển thang máy tầng GVHD:TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH:NGUYỄN XUYÊN LÂM NGUYỄN THÀNH NAM Trang MỤC LỤC Ứng dụng PLC SIEMENS S7-200 vào điều khiển thang máy tầng CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ THANG MÁY .3 Lịch Sử Phát Triển Của Thang Máy: .3 Đặc Điểm Của Thang Máy: I Phân Loại Thang Máy: II .Cấu Tạo Chung Của Thang Máy III Các Yêu Cầu An Toàn Trong Thang Máy: CHƯƠNG II .9 CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG TRONG THANG MÁY CHƯƠNG III 14 TỔNG QUAN VỀ PLC (SIEMENS) .14 I GIỚI THIỆU VỀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN KHẢ TRÌNH PLC:14 CHƯƠNG IV 20 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CỦA S7 – 200 20 PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH 20 CHƯƠNG V .24 ỨNG DỤNG PLC ĐIỀU KHIỂN 24 THANG MÁY 24 Hệ thống tín hiệu thang máy tầng: 24 GVHD:TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH:NGUYỄN XUYÊN LÂM NGUYỄN THÀNH NAM Trang CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ THANG MÁY Lịch Sử Phát Triển Của Thang Máy: Từ thời xa xưa qua thời Trung cổ kỷ thứ 13, sức mạnh người vật nguồn lực cho thiết bị nâng Vào năm 1850, thang máy thủy lực nước giới thiệu, năm 1852 năm mà kiện quan trọng diễn ra: phát minh thang máy an toàn giới Elisa Graves Otis Vào năm 1873 2000 thang máy trang bị cho cao ốc, văn phòng khách sạn, cửa hàng tổng hợp khắp nước mỹ năm năm sau đó, thang thủy lực Otis lắp đặt Kỷ nguyên tòa nhà chọc trời theo sau vào năm 1889 lần Otis chế tạo thành công động bánh truyền động trực tiếp Năm 1903, Otis giới thiệu thiết kế mà sau trở thành tảng cho nghành công nghiệp thang máy: thang máy dùng động điện khơng hợp số, mang đầy tính cơng GVHD:TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH:NGUYỄN XUYÊN LÂM NGUYỄN THÀNH NAM Trang nghệ, thử thách để tồn với thân cao ốc Nó mở thời kỳ cho kết cấu nhà cao tầng Những cải tiến Otis điều khiển tự động đã có hệ thống kiểm sốt tín hiệu, hệ thống kiểm soát hoạt động cao điểm, hệ thống điều khiển tự động chế phân vùng Otis đầu việc phát triển cơng nghệ điện tốn cơng ty làm cách mạng công nghệ điều khiển tự thang máy, đưa cải tiến quan trọng đáp ứng gọi điều kiện vận hành thang Đặc Điểm Của Thang Máy: Thang máy thiết bị vận tải dùng để chở hàng người theo phương thẳng đứng Những loại thang máy đại có kết cấu khí phức tạp, hệ truyền động, hệ thống khống chế phức tạp nhằm nâng cao suất, vận hành tin cậy, an toàn Tất thiết bị điện lắp đặt buồng thang buồng máy Buồng máy thường bố trí tầng giếng thang máy I Phân Loại Thang Máy: Tùy thuộc vào chức thang máy phân loại theo nhóm sau: Thang máy chở người nhà cao tầng Thang máy dùng bệnh viện Thang máy chở hàng có người điều khiển Thang máy dùng nhà ăn thư viện Phân loại theo trọng tải: Thang máy loại nhỏ Q < 160kG Thang máy trung bình Q = 500 2000kG Thang máy loại lớn Q > 2000kG Phân loại theo tốc độ di chuyển: Thang máy chạy chậm v = 0,5m/s Thang máy tốc độ trung bình v = 0,75 1,5m/s Thang máy cao tốc v = 2,5 5m/s GVHD:TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH:NGUYỄN XUYÊN LÂM NGUYỄN THÀNH NAM Trang II Cấu Tạo Chung Của Thang Máy Các phận thang máy: buồng thang, giảm tốc, hệ thống puly truyền động cáp nâng, đối trọng, cấu kẹp ray, công tắc bù cáp, đệm, phanh hãm điện từ, động điện 1.Buồng thang: Buồng thang thường lựa chọn dựa kích thước, hình dáng khoảng không dành cho thang Việc lựa chọn buồng thang hợp lý mang lại lưu thơng an tồn thuận tiện Thơng thường vùng địi hỏi cho hành khách 0,186m 2/người, dung lượng lớn chuyên chở thang chở người 33,75 kG/0,093 m2 , chung cư 450 kG, cửa hàng buôn bán 225 kG, tồ nhà văn phịng 900 – 1350 kG 2.Bộ giảm tốc: Đây khâu truyền lực truyền động từ đầu trục động đến tang quay hay puli dẫn động Hợp giảm tốc có hai loại: Hệ thống gồm nhiều bánh ăn khớp: có khả truyền lực lớn, làm việc chắn cồng kềnh, không êm dùng tốc độ động tang quay không chênh lệch lớn Hệ thống bánh trục vít: có tỉ số truyền lớn, làm việc êm, có khả tự hãm 3.Hệ thống puly truyền động cáp nâng: Phương pháp truyền động cho dây cáp để vận chuyển buồng thang, chia thành hai loại:  Kiểu tang trống: cấu hình học trống gắn liền với trục truyền động, dây cáp có đầu gắn chặt cố định bên trong, vận hành cáp quấn song song trống GVHD:TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH:NGUYỄN XUYÊN LÂM NGUYỄN THÀNH NAM Trang Buồng thang Đối trọng Tang trống Phương pháp có nhựơc điểm cáp dài gây cồng kềnh giảm tuổi thọ cáp  Puly ma sát: sử dụng ma sát dây puly để truyền động năng, sử dụng hệ thống thang máy Puly ma sát Buồng thang Đối trọng Đối trọng: Là vật nặng treo đối diện với buồng thang rịng rọc nhằm triệt tiêu bớt phần mơmen tạo sức nặng tải buồng thang qua làm giảm mơmen động Khối lượng đối trọng chọn theo công thức sau: Khối lượng đối trọng = khối lượng buồng thang + 70% khối lượng lớn Cơ cấu kẹp ray: Đây thiết bị an tồn lắp đặt phía buồng thang, làm việc kẹp chặt lấy ray dẫn hướng, ghìm chặt buồng thang lại tốc độ vượt mức cho phép, dây đứt hay lý Các kiểu cấu kẹp ray :  Kiểu bánh lệch tâm  Kiểu móc  Kiểu trục quay nêm Công tắc bù cáp: Đây công tắc ngắt mạch, thực thông qua rịng rọc bị nâng lên hay hạ xuống, theo di chuyển buồng thang Đệm dầu: Làm việc theo nguyên tắc thủy lực, phận xy lanh đựng dầu, piston có khoan nhiều lỗ, buồng thang rơi mạnh đè lên piston dầu chảy vào lỗ làm cho va chạm êm Phanh hãm điện từ: Phanh hãm hoạt động khơng có điện Động điện: GVHD:TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH:NGUYỄN XUYÊN LÂM NGUYỄN THÀNH NAM Trang v Là phần tử quan trọng máy thang, cung cấp cho việc di chuyển buồng thang Động nối với puly ma sát có hộp giảm tốc không Thang chở khách hầu hết có hộp giảm tốc, động sử dụng có tốc độ định mức từ 600  1200 vòng/phút III Các Yêu Cầu An Toàn Trong Thang Máy: Hệ thống thang hoạt động khi:  Cửa buồng thang cửa thang hầm: buồng thang di chuyển đảm bảo hai cửa đóng  Các cơng tắc giới hạn đảm bảo  Bảo đảm an toàn đứt dây, trượt cáp điện  Các cơng tắc an tồn vận hành buồng thang hoạt động tốt  Yêu cầu kỹ thuật:  Dừng xác buồng thang: buồng thang thang máy cần phải dừng xác so với mặt tầng cần dừng Nếu buồng thang dừng khơng xác gây tượng sau:  Đối với thang máy chở khách làm cho hành khách vào khó khăn, tăng thời gian vào làm giảm suất thang máy  Đối với thang máy chở hàng: gây khó khăn cho việc bốc xếp hàng hóa  Để dừng xác buồng thang, cần tính đến hiệu số hai quãng đường trượt phanh buồng thang đầy tải phanh buồng thang không tải theo hướng di chuyển Các yếu tố ảnh hưởng đến dừng xác buồng thang bao gồm: mơmen cấu phanh, mơmen qn tính buồng thang, tốc độ bắt đầu hãm số yếu tố khác Quá trình hãm buồng thang xảy sau: buồng thang đến gần sàn tầng, công tắc chuyển đổi tầng cấp lệnh lên hệ thống điều khiển động để dừng buồng thang mức dừng Buồng thang dừng s' : quãng đường buồng thang thời gian tác động thiết bị điều khiển s": quãng đường buồng thang cấu phanh tác động s1 : quãng đường trượt nhỏ buồng thang phanh s2 : quãng đường trượt lớn buồng thang phanh Mức đặt cảm biến dòng   Đảm bảo khả làm việc cao độ an toàn tối đa Độ biến thiên gia tốc phạm vi cho phép : gia tốc tối ưu đảm bảo suất cao, không gây cảm giác khó chịu cho khách đưa bảng sau: Phạm vi Tốc độ điều di Hệ truyền động điện chỉnh tốc chuyển độ (m/s) Động KĐB rô to lồng sóc cấp : 0,8 tốc độ GVHD:TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN Gia tốc (m/s2) 1,5 Độ khơng xác dừng(mm)  120  150 SVTH:NGUYỄN XUYÊN LÂM NGUYỄN THÀNH NAM Trang Động KĐB rô to lồng sóc cấp :4 tốc độ 0,5 1,5  10  15 Động KĐB rô to lồng sóc cấp :4 tốc độ 1,5 25  35 Hệ máy phát – động cơ(F-Đ) : 30 Hệ máy phát – động có khuếch : 100 đại trung gian 2,0 2,5 2,0 10  15 5  10 GVHD:TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH:NGUYỄN XUYÊN LÂM NGUYỄN THÀNH NAM Trang CHƯƠNG II CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG TRONG THANG MÁY Khi thiết kế hệ trang bị điện – điện tử cho thang máy, việc lựa chọn hệ truyền động, chọn loại động phải dựa yêu cầu sau:  Độ xác dừng  Tốc độ di chuyển buồng thang  Gia tốc lớn cho phép  Phạm vi điều chỉnh tốc độ Hệ truyền động động khơng đồng rơto lồng sóc thường dùng cho thang máy chở hàng tốc độ chậm Hệ truyền động xoay chiều dùng động không đồng nhiều cấp tốc độ thường dùng cho thang máy chở khách tốc độ trung bình Hệ truyền động chiều máy phát- động khuyếch đại trung gian thường dùng cho thang máy cao tốc Trong nhứng năm gần đây, phát triển kỹ thuật điện tử công suất, hệ truyền động chiều dùng biến đổi tĩnh ứng dụng điều khiển thang máy cao tốc với tốc độ tới 5m/s I Hệ Thống Tự Động Khống Chế Thang Máy Tốc Độ Trung Bình: Hệ truyền động dùng cho thang máy tốc độ trung bình thường hệ truyền động xoay chiều với động không đồng hai cấp tốc độ Hệ đảm bảo dừng xác cao, thực chuyển tốc độ động xuống tốc độ thấp (v=2,5m/s),trước buồng thang đến sàn tầng Hệ thường dùng cho thang máy chở khách nhà cao tầng với tốc độ di chuyển buồng thang 1m/s Hình II.0: Thang máy truyền đơng có bánh II Hệ Thống Tự Động Khống Chế Thang Máy Cao Tốc: GVHD:TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH:NGUYỄN XUYÊN LÂM NGUYỄN THÀNH NAM Trang 10 Thang máy cao tốc thường di chuyển với tốc độ v  3m/s thường dùng hệ truyền động chiều Buồng thang treo lên puly kéo cáp nối trực tiếp với trục động truyền động thông qua hộp giảm tốc Trong mạch điều khiển thang máy cao tốc, công tắc chuyển đổi tầng loại phi tiếp điểm Công tắc chuyển đổi tầng phi tiếp điểm thường dùng loại cảm biến vị trí kiểu cảm ứng cảm biến vị trí dùng tế bào quang điện Hình II.1: Cấu tạo cảm biến kiểu cảm ứng Hình II.2: Sự phụ thuộc L=f(s) Nguyên tắc hoạt động cảm biến kiểu cảm ứng: Khi mạch từ hở, điện kháng cuộn dây bé, dòng xoay chiều qua cuộn dây lớn Khi sắt động làm kín mạch từ, từ thơng sinh mạch từ tăng, làm tăng điện cảm L cuộn dây dòng qua cuộn dây giảm xuống Nếu đấu nối tiếp với cuộn dây cảm biến rơle ta phần tử phi tiếp điểm để dùng hệ thống điều khiển Tùy theo mạch sử dụng, dùng làm công tắc chuyển đổi tầng, cảm biến để thực dừng xác buồng thang cảm biến để thị vị trí buồng thang Hình II.3: Sơ đồ ngun lý cảm biến kiểu cảm ứng Cuộn dây rơle tầng đấu nối tiếp với cuộn dây cảm biến kiểu cảm ứng CB Để nâng cao độ tin cậy, song song với cuộn dây cảm biến đấu thêm tụ C Trị số điện dung tụ điện điện chọn cho sắt động che kín mạch từ để tạo dịng cộng hưởng Khi mạch từ cảm biến hở, dòng điện qua cuộn dây rơle Rtr đủ lớn làm cho tác động Và mạch từ kín, dịng điện qua cuộn dây giảm xuống gần không, GVHD:TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH:NGUYỄN XUYÊN LÂM NGUYỄN THÀNH NAM ... LỤC Ứng dụng PLC SIEMENS S7-200 vào điều khiển thang máy tầng CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ THANG MÁY .3 Lịch Sử Phát Triển Của Thang Máy: .3 Đặc Điểm Của Thang Máy: ... trí tầng giếng thang máy I Phân Loại Thang Máy: Tùy thuộc vào chức thang máy phân loại theo nhóm sau: Thang máy chở người nhà cao tầng Thang máy dùng bệnh viện Thang máy chở hàng có người điều khiển. .. công nghệ điều khiển tự thang máy, đưa cải tiến quan trọng đáp ứng gọi điều kiện vận hành thang Đặc Điểm Của Thang Máy: Thang máy thiết bị vận tải dùng để chở hàng người theo phương thẳng ? ?ứng Những