Ứng dụng truyền thông CClink trong thiết kế điều khiển hệ thống thang máy sử dụng PLC

Ứng dụng truyền thông CClink trong thiết kế điều khiển hệ thống thang máy sử dụng PLC . Tổng quan về thang máy, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thang máy. Điều khiển biến tần Yaskawa J1000. Động cơ SPG S9I40GSLE. Module CClink FX3U16CCLM. PLC FX5U. Truyền thông CClink

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ III DANH MỤC BẢNG BIỂU IV

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 2

1.1 Giới thiệu về thang máy 2

1.1.1 Khái niệm thang máy 2

1.1.2 Phân loại thang máy 3

1.2 Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của thang máy 4

1.2.1 Cấu tạo chung 4

1.2.2 Nguyên lý hoạt động 5

1.3 Cấu trúc cơ khí của thang máy 6

1.3.1 Tổng thể cơ khí thang máy 6

1.3.2 Thiết bị lắp đặt trong buồng máy 8

1.3.3 Thiết bị lắp trong giếng thang máy 8

1.3.4 Thiết bị lắp đặt trong hố giếng thang máy 9

1.3.5 Các thiết bị cố định trong giếng thang 9

1.3.6 Cabin và các thiết bị liên quan 9

1.3.7 Hệ thống cân bằng trong thang máy 11

1.3.8 Thiết bị an toàn cơ khí 12

1.3.9 Cảm biến vị trí 13

1.4 Đặc điểm truyền động của thang máy 13

1.4.1 Yêu cầu về truyền động 14

1.4.2 Yêu cầu về công nghệ 14

CHƯƠNG II: NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 15

2.1 Nguyên lý điều khiển 15

2.1.1 Điều khiển dừng chính xác vị trí tầng 15

2.1.2 Điều khiển tốc độ và chiều động cơ 15

2.1.3 Sơ đồ khối kết nối phần cứng 16

2.2 Lựa chọn thiết bị 18

2.2.1 Encoder E6C2 – CWZ6C 18

2.2.2 Biến tần Yaskawa J1000 19

2.2.3 Động cơ SPG S9I40GSL-E 20

2.3 Giới thiệu về PLC Misubishi Fx5U: 23

2.3.1 Khái niệm về PLC: 23

2.3.2 Đặc điểm chung của bộ PLC: 23

2.3.3 Giới thiệu PLC Misubishi FX5U: 25

2.3.4 Các bước lập trình PLC: 26

CHƯƠNG III: TRUYỀN THÔNG CC-LINK 27

3.1 Giới thiệu về truyền thông CC-Link 27

3.1.1 Các chuẩn vật lý 27

3.1.2 Giao thức 28

3.1.3 Các thiết bị hỗ trợ 30

3.2 Ứng dụng CC Link trong lập trình và điều khiển thang máy 32

3.2.1 Module FX3U-16CCL-M 32

3.2.2 Module AJ65BT2-16DT 39

CHƯƠNG IV: LẬP TRÌNH VÀ ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY 40

4.1 Phân cổng vào ra cho PLC 40

4.1.1 Các tín hiệu đầu vào 40

4.1.2 Các tín hiệu đầu ra PLC 41

4.2 Sơ đồ đấu dây 41

4.3 Chương trình thang máy 41

4.4 Kết quả thực tế 41

KẾT LUẬN……… 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 47

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 1 Hình dáng tổng thể của thang máy 2

Hình 1 2 Cấu tạo chung của thang máy 5

Hình 1 3 Các thiết bị cơ khí lắp trong thang 7

Hình 1 4 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của quãng đường S, tốc độ v, gia tốc a và độ giật  theo thời gian 13

Hình 2 1 Sơ đồ khối kết nối phần cứng 17

Hình 2 2 Encoder E6C2-CWZ6C 18

Hình 2 3 Cấu tạo encoder E6C2-CWZ6C 19

Hình 2 4 Biến tần Yaskawa J1000 19

Hình 2 5 Động cơ SPG S9I40GSL-E 21

Hình 2 6 Module AJ65BT2-16DT 21

Hình 2 7 Module CC Link FX3U-16CCL-M 22

Hình 2 8 Cấu trúc điều khiển của PLC 24

Hình 2 9 PLC Misubishi FX5U 25

Hình 3 1 Đấu dây cable CC Link 28

Hình 3 2 Giao tiếp trạm chủ và trạm từ xa hoặc trạm I/O mạng CC Link 29

Hình 3 3 Giao tiếp giữa trạm chủ và trạm địa phương mạng CC Link 30

Hình 3 4 Truyền nhận tín hiệu tới vùng nhớ đệm của FX3U-16CCL-M 32

Hình 3 5 Chi tiết mặt ngoài khi tháo nắp của Module FX3U-16CCL-M 33

Hình 3 6 Chương trình thiết lập tham số cho Module FX3U-16CCL-M 35

Hình 3 7 Lưu giá trị đầu vào từ xa vào vùng nhớ đệm 35

Hình 3 8 Chi tiết về vùng nhớ đệm đầu vào của Module FX3U-16CCL-M 36

Hình 3 9 Lưu giá trị điều khiển được gửi tới từ PLC vào vùng nhớ đệm 37

Hình 3 10 Chi tiết về vùng nhớ đệm đầu ra của Module FX3U-16CCL-M 38

Hình 3 11 Chi tiết mặt trước Module AJ65BT2-16DT 39

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3 1 Tóm tắt 2 định dạng truyền dữ liệu 28

Bảng 3 2 Các thiết bị hỗ trợ mạng CC Link Mitsubishi 31

Bảng 3 3 Bảng thông số cài đặt phần cứng module FX3U-16CCL-M 33

Bảng 3 4 Bảng thông số cài đặt phần cứng module FX3U-16CCL-M 39

Bảng 4 1 Các tín hiệu đầu vào PLC 40

Bảng 4 2 Tín hiệu đầu ra 41

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc đổi mới đất nước, với mục tiêu chiến lược Công nghiệp hóa-hiện đại hoá đất nước, đưa nền kinh tế phát triển với tốc độ cao nhằm nhanh chóng sánh vai cùng các quốc gia tiên tiến trên thế giới,do đó lĩnh vực Tự Động Hoá Công Nghiệp ngày càng chứng tỏ vai trò không thể thiếu được

Không chỉ phục vụ trong công nghiệp hóa, lĩnh vực tự động hóa còn thể hiện bản chất của một nước hiện đại Cùng với sự phát triển của đất nước, ngày càng xuất hiện nhiều công trình xây dựng cao tầng đồ sộ: những trung tâm thương mại,tòa nhà, nhà hàng, khách sạn hiện đại theo tiêu chuẩn quốc tế, và cả những siêu thị, bệnh viện đều có xu hướng “phát triển theo chiều cao” Đó là một quy luật phát triển hiển nhiên,đi đôi với sự phát triển này

là nhu cầu về thiết bị chuyển tải hàng hoá và con người theo “độ cao” Thiết bị hiện đại đó chính là thang máy

Thang máy đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển người và hàng hóa trong các nhà cao tầng, giải quyết vấn đề đi lại cũng như tăng năng suất lao động Nên việc tìm hiểu

và phát triển thang máy là một vấn đề cần thiết

Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, nhóm sinh viên chúng em đã nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng truyền thông CC-Link trong thiết kế điều khiển hệ thống thang máy sử dụng PLC”

Sau một thời gian tìm hiểu cùng sự giúp đỡ của thầy Nguyễn Danh Huy nhóm chúng

em đã hoàn thành đồ án.Trong quá trình nghiên cứu còn có những sai sót nên em mong thầy/cô bổ sung để đồ án được hoàn thiện hơn.Qua đồ án này em đã học thêm được rất nhiều kiến thức mới và thêm những kinh nghiệm quý báu trong thời gian làm việc thực tế trong tương lai

Em xin chân thành cảm ơn!!!

Hà Nội,tháng 6, năm 2019

Sinh viên thực hiện:

Đinh Việt Hưng

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY

1.1 Giới thiệu về thang máy

1.1.1 Khái niệm thang máy

Thang máy là thiết bị vận tải dùng để chở người và hàng hoá theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 150 so với phương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn Thang máy và máy nâng được sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất của nền kinh

tế quốc dân như trong ngành khai thác hầm mỏ, trong ngành xây dựng, luyện kim, công nghiệp nhẹ…ở những nơi đó thang máy và máy nâng được sử dụng để vận chuyển 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 mang lại năng suất cao

Hình dáng tổng thể của thang máy được giới thiệu tại hình 1.1

Hình 1 1 Hình dáng tổng thể của thang máy 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 người ,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 được quy định trong các tiêu chuẩn, quy trình và quy phạm

Trong sinh hoạt dân dụng, thang máy được 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 người tiết kiệm được nhiều thời gian và sức lực

Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định đối với các toà nhà cao trên 6 tầng trở lên phải được trang bị thang máy để đảm bảo cho người 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 trước đây thang máy chủ yếu được sử dụng trong các ngành công nghiệp

để chở hàng hoá và ít được phổ biến Nhưng trong giai đoạn hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của nền 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

Phụ tải của thang máy thay đổi trong một phạm vi rất rộng ,nó phụ thuộc vào lượng hành khách đi lại trong một ngày đêm và hướng vận chuyển hành khách.Như 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

1.1.2 Phân loại thang máy

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 như phân loại theo hệ dẫn động cabin, theo

ví trị đặt bộ kéo tời, theo hệ thống vận hành, theo công dụng….dưới đây là một số phân loại:

➢ Phân loại theo chức năng:

- Thang máy chở người

- Thang máy chở hàng có người kèm theo

- Thang máy dùng trong bệnh viện

- Thang máy dùng trong xí nghiệp, hầm mỏ

➢ Phân loại theo tốc độ dịch chuyển:

- Thang máy tốc độ thấp: v < 1 m/s Thường dùng cho các nhà có số tầng từ 6 tầng trở xuống

- Thang máy tốc độ trung bình: v= 1  2,5 m/s Thường dùng cho các nhà có số tầng từ 6  12 tầng

- Thang máy tốc độ cao: v =2,5  4 m/s Thường dùng cho các nhà có số tầng >16 tầng

- Thang máy tốc độ rất cao (siêu tốc): v > 5m/s Thường dùng trong các toà tháp cao tầng

➢ Phân loại theo tải trọng

- Thang máy loại nhỏ :Q < 500 Kg.Hay dùng trong thư viện,trong các nhà hàng

ăn uống để vận chuyển sách hoặc thực phẩm

- Thang máy loại trung bình: Q = 500  1000 Kg

- Thang máy loại lớn: Q = 1000  1600 kg

- Thang máy loại rất lớn: Q > 1600 Kg

1.2 Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của thang máy

1.2.1 Cấu tạo chung

Thang máy có nhiều kiểu dáng khác nhau nhưng nhìn chung có các bộ phận chính sau:

➢ Bộ tời kéo

➢ Cabin cùng hệ thống treo cabin, cơ cấu đóng mở của cabin và bộ hãm bảo hiểm

➢ Cáp nâng

➢ Đối trọng và hệ thống cân bằng

➢ Hệ thống ray dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển động trong giếng thang

➢ Hệ thống hạn chế tốc độ tác động lên bộ hãm bảo hiểm để dừng cabin khi tốc độ

hạ vượt quá giới hạn cho phép

➢ Tủ điều khiển cùng trang bị điện

➢ Cửa cabin và cửa tầng cùng các khóa liên động

Hình 1 2 Cấu tạo chung của thang máy

1.2.2 Nguyên lý hoạt động

Để nâng- hạ buồng thang người ta dùng động cơ Động cơ được nối trực tiếp với cơ cấu nâng hạ hoặc gián tiếp qua hộp giảm tốc Nếu nối trực tiếp thì cabin được treo lên puli quấn cáp Nếu nối gián tiếp thì giữa động cơ và puly quấn cáp có lắp hộp giảm tốc

Cabin được treo lên puly quấn cáp bằng kim loại Cabin luôn được giữ theo phương thẳng đứng nhờ có hệ thống treo và con trượt dẫn hướng Cabin và đối trọng di chuyển dọc theo chiều cao của giếng thang theo các thanh dẫn hướng, cabin có bộ phanh bảo hiểm Phanh bảo hiểm giữ cabin tại chỗ khi cáp treo bị đứt, mất điện hoặc khi tốc độ vượt quá giới hạn cho phép

Tất cả hoạt động trên của thang máy được điều khiển bởi bộ điều khiển thang máy Khi thang máy hoạt động các cảm biến, nút ấn, tín hiệu bảo vệ, tín hiệu an toàn sẽ được gửi

về bộ điều khiển, bộ điều khiển xử lý các tín hiệu trên và đưa ra tín hiệu điều khiển cho thang máy hoạt động

1.3 Cấu trúc cơ khí của thang máy

1.3.1 Tổng thể cơ khí thang máy

Hình 1 3 Các thiết bị cơ khí lắp trong thang 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 được nằm 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) Bố trí các thiết bị của một thang máy được biểu diễn trên hình 1.3

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 hướng ; 7 Hệ thống đối trọng ; 8 Trụ cố định ; 9 Puli dẫn hướng ; 10 Cáp liên động ; 11 Cáp cấp điện ; 12 Động cơ đóng mở cửa buồng thang

1.3.2 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 1.3) 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 được lắp đặt trên tấm đế bằng thép Trong thang máy thường dùng hai cơ cấu nâng :

- Cơ cấu nâng có hộp tốc độ

- Cơ cấu nâng không dùng hộp tốc độ

Cơ cấu nâng không có hộp tốc độ thường được sử dụng trong các thang máy tốc độ cao

➢ Tủ điện : trong tủ điện lắp ráp cầu dao tổng, cầu chì các loại, công tắc tơ và các loại rơle trung gian

➢ Puli dẫn hướng 2 (hình 1.3)

➢ Bộ phận hạn chế tốc độ 4 (hình 1.3) làm việc phối hợp với phanh bảo hiểm bằng cáp liên động 10 để hạn chế tốc độ di chuyển của buồng thang

1.3.3 Thiết bị lắp trong giếng thang máy

Buồng thang: Trong quá trình làm việc, buồng thang 5 (hình 1.3) di chuyển trong giếng thang máy dọc theo các thanh dẫn hướng 6 (hình 1.3) Trên nóc buồng thang có lắp đặt phanh bảo hiểm, động cơ truyền động đóng - mở cửa buồng thang 12 (hình 1.3) Trong buồng 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 liên lạc với bên ngoài trong trường hợp thang máy mất điện Cung cấp điện cho buồng thang bằng dây cáp mềm 11 (hình 1.3)

Hệ thống cáp treo 3 (hình 1.3) là hệ thống cáp hai nhánh một đầu nối với buồng thang đầu còn lại nối với đối trọng 7 cùng với puli dẫn hướng

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

1.3.4 Thiết bị lắp đặt trong hố giếng thang máy

Trong hố giếng thang máy lắp đặt hệ thống giảm xóc 8 (hình 1.3) 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 trường hợp công tắc hành trình hạn chế hành trình di chuyển xuống bị sự cố (không hoạt động)

1.3.5 Các thiết bị cố định trong giếng thang

a) Ray dẫn hướng

Ray dẫn hướng được lắp đặt dọc theo giếng thang để dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển động dọc theo giếng thang Ray dẫn hướng 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 phướng nằm ngang trong quá trình chuyển động

b) Giảm chấn

Giảm chấn được lắp đặt dưới đáy hố thang để dừng và đỡ cabin và đối trọng trong trường hợp cabin hoặc đối trọng chuyển động xuống dưới vượt quá vị trí đặt của công tắc hành trình cuối cùng

1.3.6 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 hướng, hệ thống treo cabin, hệ thống tay đòn và bộ hãm bảo hiểm, hệ thống cửa và cơ cấu đóng mở cửa….Ngoài ra,cabin của thang máy chở người phải đảm bảo các yêu cầu về thông gió, nhiệt độ và ánh sáng

c) Hệ thống treo ca bin

Do cabin và đối trọng được 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 như nhau.Trong trường hợp ngược lại ,sợi cáp chịu lực căng lớn nhất sẽ bị quá tải còn sợi cáp chùng sẽ trượt trên rãnhpuly ma sát nên rất nguy hiểm

d) Buồng cabin

Buồng cabin là một kết cấu có thể tháo rời được 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 được các yêu cầu cần thiết về mặt kỹ thuật cũng như mặt mỹ thuật

e) 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 hưởng lớn đến chất lượng, năng suất của thang máy.hệ thống cửa cabin

và cửa tầng được 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 được mở ra Tương 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

1.3.7 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 lượng của cabin và tải trọng nâng.Việc chọn sơ đồ động học và trọng lượng các bộ phận của hệ thống cân bằng có ảnh hưởng 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

a) 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, người ta chọn đối trọng sao cho trọng lượng của nó cân bằng với trọng lượng 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 lượng của cáp nâng và cáp điện là đáng kể nên người ta phải dùng cáp hoặc xích 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 ngược lại khi thang máy hoạt động

b) Xích và cáp cân bằng

Khi thang máy có chiều cao trên 45 m hoặc trọng lượng cáp nâng và cáp điện có giá trị trên 0,1 Q thì người ta phải đặt thêm cáp hoặc xích cân bằng để bù trừ lại phần trọng lượng của cáp nâng và cáp điện chuyển từ nhánh treo cabin sang nhánh treo đối trọng và ngược lại khi thang máy hoạt động, đảm bảo mômen tải tương đối ổn địnhtrên puly ma sát Xích cân bằng thường được dùng cho thang máy có tốc độ dưới 1,4 m/s Đối với thang máy

có tốc độ cao, người ta thường 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

c) Cáp nâng

Có cấu tạo bằng sợi thép cacbon tốt có giới hạn bền 1400 – 1800 N/mm2 Trong thang máy thường dùng từ 3 đến 4 sợi cáp bện Cáp nâng được chọn theo điều kiện sau:

S

SMAX *n  d

Trong đó:

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

Sd - tải trọng phá hỏng cáp do nhà chế tạo xác địnhvà cho trong bảng cáp tiêu chuẩn tuỳ thuộc vào loại cáp , đường kính cáp và giới hạn bịn của vật liệu sợi thép bện cáp

n - hệ số an toàn bịn 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

d) Bộ kéo tời

Tuỳ theo sơ đồ dẫn động mà bộ tời kéo được đặt ở trong phòng máy dẫn động nằm

ở phía trên, phía dưới hoặc nằm ở cạnh giếngthang 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 người ta dùng bộ tời kéo không có hộp giảm tốc

1.3.8 Thiết bị an toàn cơ khí

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

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

Chức năng của phanh bảo hiểm là hạn chế tốc độ di chuyển của buồng thang vượt quá giới hạn cho phép và giữ chặt buồng thang tại chỗ bằng cách ép vào hai thanh dẫn hướng trong trường 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

1.3.9 Cảm biến vị trí

Trong thang máy và máy nâng, các bộ 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

1.4 Đặc điểm truyền động của thang máy

Hình 1 4 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của quãng đường S, tốc độ v, gia tốc a và độ giật



Biểu đồ trên chia hoạt động của thang máy làm 5 giai đoạn: mở máy, chế độ ổn định,

hãm xuống tốc độ thấp, buồng thang đến tầng và hãm dừng

1.4.1 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

Tốc độ di chuyển của buồng thang quyết định năng suất của thang máy, có ý nghĩa

quan trọng, nhất là đối với các tòa nhà cao tầng Đối với các tòa nhà cao tầng thì tối ưu nhất

là dùng thang máy cao tốc (v=3.5m/s), giảm thời gian quá độ và tốc độ di chuyển của buồng

thang gần bằng tốc độ định mức nhưng việc tăng tốc độ lại dẫn đến tăng giá thành của thang

máy Vì vậy tùy theo độ cao tòa nhà mà ta lựa chọn thang máy có tốc độ phù hợp với tốc

cao năng suất, an toàn trong vận hành và khai thác

1.4.2 Yêu cầu về công nghệ

• Đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người sử dụng

• Độ tin cậy cao

• Độ chính xác dừng tầng của cabin

• Đáp ứng nhanh yêu cầu của người sử dụng

• Hạn chế tiếng ồn

• Tiện nghi

CHƯƠNG II: NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN VÀ LỰA CHỌN

THIẾT BỊ 2.1 Nguyên lý điều khiển

2.1.1 Điều khiển dừng chính xác vị trí tầng

Việc dừng chính xác tầng có thể thực hiện nhờ các cảm biến vị trí Tuy nhiên nhóm

đồ án đưa ra một phương pháp khác đó là sử dụng encoder nối trực tiếp vào trục động cơ hoặc trục tang quay

Encoder là một loại thiết bị cho phép đọc được tốc độ quay cũng như số vòng quay

và chiều quay thông qua việc xử lý số xung mà encoder phát ra trên các pha của nó

Gọi đường kính tang quay = 2R(mm) , tỷ số truyền của động cơ là K, độ phân giải encoder n xung/vòng Khi đó khi có 1 xung từ encoder phát ra thì thang máy đã dịch chuyển được 1 khoảng cách bằng:

∆𝑑 =2 ∗ 𝜋 ∗ 𝑅

𝑛 ∗ 𝐾 (𝑚𝑚)

Từ đó ta dễ dàng quy đổi ra 1 đơn vị độ dài dịch chuyển của buồng thang tương đương với bao nhiêu xung phát ra từ encoder

Do khoảng cách giữa các tầng là cố định, vì vậy việc dừng chính xác tầng sẽ được

xử lý dựa trên việc đọc về số xung phát ra từ encoder

2.1.2 Điều khiển tốc độ và chiều động cơ

Việc điều khiển tốc độ động cơ được thực hiện bằng biến tần:

Biến tần là thiết bị dùng để chuyển đổi điện áp hoặc dòng điện xoay chiều ở đầu vào

từ một tần số này thành điện áp hoặc dòng điện có một tần số khác ở đầu ra

Tốc độ động cơ không đồng bộ tỉ lệ trực tiếp với tần số nguồn cung cấp Do đó thay đổi tần số cung cấp cho động cơ sẽ thay đổi tốc độ đồng bộ và tương ứng là tốc độ động

cơ

Trong biến tần, lúc mở máy bộ phát xung được điểu chỉnh với góc mở (α) lớn để hạn chế dòng điện khởi động, sau đó góc mở (α) được giảm dần để tăng tốc độ, quá trình tăng tốc độ do IC điểu khiển tự động do đặc tính khởi động có độ dốc lớn nên động cơ khởi động nhanh nhưng vẫn đảm bảo êm, không giật, tránh cho phần cơ khỏi chịu ứng suất đột ngột, đảm bảo vòng bi bền máy khởi động dễ dàng

Muốn thay đổi chiều quay của động cơ có thể thay đổi thứ tự mở cửa mỗi bộ nghịch lưu trong biến tần và do đó đổi được thứ tự pha cung cấp vào động cơ mà không phải đổi dây mạch động lực động cơ sẽ quay thuận F (ForWard) hoặc quay ngược R (Revert) theo yêu cầu

2.1.3 Sơ đồ khối kết nối phần cứng

Hình 2 1 Sơ đồ khối kết nối phần cứng

2.2 Lựa chọn thiết bị

2.2.1 Encoder E6C2 – CWZ6C

Hình 2 2 Encoder E6C2-CWZ6C

- Là Encoder của OMRON sản xuất

- Độ phân giải Ne: 1500 Pulse/vòng

Hình 2 3 Cấu tạo encoder E6C2-CWZ6C

2.2.2 Biến tần Yaskawa J1000

Hình 2 4 Biến tần Yaskawa J1000

Biến tần Yaskawa J1000 có:

- Thiết kế nhỏ gọn, dễ vận hành

- Có thể phanh hãm khẩn cấp mà không cần sử dụng điện trở hãm

- Tích hợp sẵn bộ phanh hãm trong mỗi model

- Có thể lắp đặt Side-by-side và gắn trên thanh DIN

- Khả năng quá tải 150% trong 60s

- Dải điều khiển từ: 0 – 10V, 4 – 20 mA

- Dải công suất từ: 0.4 – 3,7 Kw

- Chức năng vận hành: điều khiển V/F không đổi, tự động điều chỉnh momen…

- Bảo vệ quá áp, sụt áp, quá tải, nhiệt độ quá cao, lỗi CPU, lỗi bộ nhớ, chạm mát đầu