Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử xây DỰNG PHƯƠNG án điều KHIỂN THANG máy

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

MỤC LỤC
MỤC LỤC................................................................................................................1
MỤC LỤC HÌNH ẢNH.......................................................................................... 3
LỜI NÓI ĐẦU......................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY.................................................. 6
1.1

Khái niệm về thang máy............................................................................... 6

1.2

Phân loại thang máy......................................................................................6

1.3

Cấu tạo chung................................................................................................7

1.4

Các thiết bị khác............................................................................................8

1.5

Các yêu cầu khi điều khiển thang máy....................................................... 15

1.6

Các thông số hệ truyền động cơ khí thang máy đã thiết kế......................16

CHƯƠNG 2:XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY........18
2.1 Lựa chọn phương án điều khiển.....................................................................18
2.2 Tổng quan về PLC..........................................................................................18
2.3 Đặc điểm của hệ thống lập trình PLC............................................................19
2.4 Ứng dụng của PLC.........................................................................................20
2.5 Các thành phần chính của PLC S7 200..........................................................21
2.6 Các nguyên tắc lập trình S7-200.................................................................... 22
2.7 Chọn kiểu làm việc cho CPU.........................................................................23
2.8 Giới thiệu về biến tần.....................................................................................23
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY..........26
3.1 Giới thiệu sơ đồ nguyên lí của hệ thống........................................................ 26
3.2 Hệ thống điện của thang máy.........................................................................28
3.3 Nguyên lí động và sử dụng của thang máy.................................................... 28
3.4 Thiết kế nút nhấn và bố trí các cảm biến........................................................29
3.5 Giản đồ Graphcet thể hiện nguyên lí điều khiển của thang máy....................30
3.6 Thống kê các đầu vào-ra của thang máy và giải thích kí hiệu.......................34
1

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

3.8 Kết nối PLC với các đầu vào đầu ra...............................................................50
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM PC SIMU..........51
4.1 Giới thiệu........................................................................................................51
4.2 Các bước thực hiện.........................................................................................51
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 54

2

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. Sơ đồ kết cấu cơ khí của thang máy.............................................................8
Hình 2. Động cơ kéo có hộp số và khơng hộp số......................................................9
Hình 3. Động cơ cửa cabin thang máy......................................................................9
Hình 4. Các mẫu cửa thang máy............................................................................. 10
Hình 5. Phanh ERS VAR 15 của hãng Warner Electric.......................................... 11
Hình 6. Cảm biến BM Series của hãng Autonics....................................................11
Hình 7. Cảm biến cửa SN-GM-1-P16192H-b.........................................................12
Hình 8. Cảm biến trọng lượng buồng thang............................................................12
Hình 9. Cảm biến tiếp điểm.....................................................................................13
Hình 10. Bảng điều kiển trong và ngồi thang máy................................................13
Hình 11. Aptomat.................................................................................................... 14
Hình 12. Phanh bảo hiểm kiểu kìm.........................................................................15
Hình 13 Sơ đồ bố trí thang máy.............................................................................. 17
Hình 14. Các model PLC S7-200 của hãng SIEMENS.......................................... 19
Hình 15. Sơ đồ cấu trúc của PLC............................................................................20
Hình 16. LADDER..................................................................................................22
Hình 17. Các đầu dây điều khiển biến tần MM440.................................................24
Hình 18. Sơ đồ ngun lí của hệ thống điều khiển thang máy................................27
Hình 19. Bố trí cảm biến và các nút gọi tầng trên thang máy.................................30
Hình 20. Giản đồ graphcet...................................................................................... 31
Hình 21. Điều khiển động cơ quay nghịch, thang máy đi xuống............................32
Hình 22. Điều khiển động cơ quay thuận, thang máy đi lên...................................32
Hình 23. Điều khiển cabin dừng và tự động mở cửa.............................................. 33

Hình 24. Điều khiển động cơ đóng cửa cabin.........................................................33
Hình 25. Điều khiển động cơ quay chậm................................................................34
Hình 26. Bảng thống kê INPUT/OUTPUT.............................................................36
Hình 27. Đầu vào CPU 224 và Modul mở rộng EM 223........................................50
Hình 28. Đầu ra CPU 224....................................................................................... 50
Hình 29. Xuất file sang phần mềm S7-200E...........................................................51
Hình 30. Nạp code cho CPU................................................................................... 52
Hình 31. Giao diện điều khiển thang máy trên PC Simu........................................53

3

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

LỜI NÓI ĐẦU
Sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật
máy tính đã cho ra đời các thiết bị điều khiển số như: CNC, PLC,… Các thiết
bị này cho phép khắc phục được rất nhiều các nhược điểm của hệ thống điều
khiển trước đó, và đáp ứng được yêu cầu kinh tế và kỹ thuật trong sản xuất.
Với sự phát triển của khoa học cơng nghệ như hiện nay, thì việc ứng
dụng thiết bị logic khả trình PLC để tự động hóa quá trình sản xuất, nhằm
mục tiêu tăng năng xuất lao động, giảm sức người, nâng cao chất lượng sản
phẩm đang là một vấn đề cấp thiết và có tính thời sự cao.
Nhằm mục đích tìm hiểu nghiên cứu ứng dụng của bộ điều khiển PLC
trong hệ thống điều khiển của Thang Máy. Đối tượng đồ án đề cập đến là
thang máy cho nhà cao tầng, đây là thiết bị vân tải có yêu cầu tự động hóa
cao với việc sử dụng thiết bị điều khiển PLC. Trong đồ án này em chỉ tập
trung đi sâu vào cơng việc chính là sử dụng ngơn ngữ lập trình Step 7Micro/win cho bộ PLC SIMATIC S7-200 của hãng SIEMENS (Đức) để điều

khiển thang máy cho nhà 4 tầng.
Trong quá trình tiến hành làm đồ án, mặc dù được sự hướng dẫn tận
tình của giáo viên hướng dẫn TS. Trương Đức Phức và bản thân em đã cố
gắng tham khảo tài liệu và tìm hiểu thực tế về Thang Máy, nhưng do thời
gian và kinh nghiệm cịn hạn chế nên đồ án khơng thể tránh khỏi những thiếu
sót. Do đó, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp và nhận xét đánh
giá quí báu của các thầy cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

4

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình và chu đáo của giáo
viên hướng dẫn TS. Trương Đức Phức đã giúp đỡ em rất nhiều để em hoàn
thành được đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2018

5

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY
1.1 Khái niệm về thang máy

Thang máy là một thiết bị chuyên dụng để vận chuyển người, hàng hóa
và vật liệu,... theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 150° so
với phương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn.
Thang máy thường được sử dụng trong các khách sạn, chung cư, công sở, bệnh
viện, các đài quan sát, tháp truyền hình, hay trong các nhà máy, công xưởng,...
Thang máy là một phương tiện vận chuyển địi hỏi tính an tồn nghiêm ngặt,
liên quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng con người nên việc tính tốn, thiết
kế, lắp đặt thang máy cần tn thủ nghiêm ngặt các yêu cầu về kĩ thuật được
qui định trong các quy chuẩn có sẵn.
1.2 Phân loại thang máy
1.2.1 Phân loại theo chức năng
Thang máy chuyên chở người
Thang máy chuyên chở hàng nhưng có người đi kèm
Thang máy chuyên chở người nhưng có hàng đi kèm
Thang máy bệnh viện
1.2.2 Phân loại theo hệ thống dẫn động
Thang máy dẫn động điện
Thang máy thủy lực
Thang máy khí nén
1.2.3 Phân loại theo hệ thống điều khiển
Điều khiển bằng relay
6

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

Điều khiển bằng PLC
Điều khiển bằng máy tính

1.2.4 Phân loại theo trọng tải
Thang máy loại nhỏ Q<160kg
Thang máy trung bình Q=500 – 2000kg
Thang máy loại lớn Q>2000kg
1.2.5 Phân loại theo độ dịch chuyển
Thang máy chạy chậm V=0.5m/s
Thang máy tốc độ trung bình V= 0,75 – 1,5m/s
Thang máy tốc độ cao V= 2,5- 5m/s
1.3

Cấu tạo chung

Thang máy có nhiều loại khác nhau nhưng nhìn chung có một số bộ phận chính
như Nguồn, bộ chống vượt tốc, máy kéo, dây cáp, ray dẫn hướng, đối trọng, tủ
điều khiển, bộ phận lò xo giảm chấn, hệ thống các nút nhấn trong và ngoài.

7

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

Hình 1. Sơ đồ kết cấu cơ khí của thang máy

1.4

Các thiết bị khác

1.4.1 Động cơ kéo

Là khâu dẫn động hộp giảm tốc theo một vận tốc quy định làm quay puli
kéo cabin lên xuống. Động cơ sử dụng trong thang máy là động cơ 3 pha roto
dây quấn hoặc rôto lồng sóc, vì chế độ làm việc của thang máy là ngắn hạn
lặp lại cộng với yêu cầu sử dụng tốc độ, mô men động cơ theo một dải nào đó
cho đảm bảo yêu cầu về kinh tế và cảm giác của người đi thang máy. Động cơ
là một phần tử quan trọng được điều chỉnh phù hợp với yêu cầu nhờ một hệ
thống điện tử ở bộ xử lý trung tâm.

8

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

Hình 2. Động cơ kéo có hộp số và không hộp số

1.4.2 Động cơ mở cửa
Động cơ mở cửa là động cơ một chiều hay xoay chiều tạo ra mômen mở
cửa cho cabin kết hợp với mở cửa tầng. Khi cabin dừng đúng tầng, rơle thời
gian sẽ đóng mạch điều khiển động cơ mở cửa tầng hoạt động theo một quy
luật nhất định sẽ đảm bảo quá trình đóng mở êm nhẹ khơng có va đập. Nếu
khơng may một vật gì đó hay người kẹp giữa cửa tầng đang đóng thì cửa sẽ tự
động mở ra nhờ bộ phận đặc biệt ở gờ cửa có gắn phản hồi với động cơ qua
bộ sử lý trung tâm.

Hình 3. Động cơ cửa cabin thang máy

9

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

1.4.3 Cửa
Gồm cabin và cửa tầng, cửa cabin để khép kín cabin trong q trình
chuyển động khơng tạo ra cảm giác chóng mặt cho khách hàng và ngăn không
cho rơi khỏi cabin bất cứ thứ gì. Cửa tầng để che chắn bảo vệ toàn bộ giếng
thang và các thiết bị trong đó. Cửa cabin và cửa tầng có khoá tự động để đảm
bảo đóng mở kịp thời.

Hình 4. Các mẫu cửa thang máy
1.4.4 Phanh điện từ
Là khâu an toàn, nó thực hiện nhiệm vụ giữ cho cabin đứng im ở các vị
trí dừng tầng, khối tác động là hai má phanh sẽ kẹp lấy tang phanh, tang
phanh gắn đồng trục với trục động cơ. Hoạt động đóng mở của phanh được
phối hợp nhịp nhàng với quá trình làm việc của động cơ

10

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

Hình 5. Phanh ERS VAR 15 của hãng Warner Electric
1.4.5 Cảm biến
Cảm biến quang

Hình 6. Cảm biến BM Series của hãng Autonics

11

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

Hình 7. Cảm biến cửa SN-GM-1-P16192H-b
Cảm biến trọng lượng

Hình 8. Cảm biến trọng lượng buồng thang
Cảm biến đóng mở cửa cabin: có thể dùng cảm biến tiếp điểm

12

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

Hình 9. Cảm biến tiếp điểm

1.4.6 Các phím gọi tầng
Bên ngồi các cửa tầng thường có nút để gọi thang. Bên trong buồng
thang có các nút hiển thị tầng mà hành khách muốn đến. Khi muốn đến tầng
nào thì hành khách chỉ việc ấn số tương ứng với tầng muốn đến. Ngoài ra cịn
có các phím đóng mở cửa nhanh.

Hình 10. Bảng điều kiển trong và ngoài thang máy

13

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

1.4.7 Các thiết bị khác
Aptomat: có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch trong hệ thống điện

Hình 11. Aptomat

Các thiết bị phụ khác: như quạt gió, chuông điện thoại liên lạc, các chỉ số
báo chuyển động… được lắp trong cabin để tạo ra cho khách hàng cảm giác
an toàn dễ chịu khi đi thang máy.
Trong thang máy chở người, việc tính tốn chọn các thiết bị là vơ cùng quan
trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến người sử dụng. Yêu cầu công nghệ được đặt ra
cho các thiết bị là:
Động cơ làm việc êm, ít tiếng ồn, cơng suất đạt u cầu
Các cảm biến làm việc nhạy, có tính ổn định
Chế độ lên xuống có thay đổi vận tốc theo thời gian, không để người sử dụng
bị khó chịu

1
4


TIEU LUAN MOI download :

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

1.5

Các yêu cầu khi điều khiển thang máy

1.5.1 Yêu cầu an toàn
Thang máy là thiết bị chuyên dùng để chở người, chở hàng từ độ cao này
đến độ cao khác vì vậy trong thang máy, vấn đề an toàn được đặt lên hàng
đầu. Để đảm cho sự hoạt động an toàn của thang máy, người ta bố trí một loạt
các thiết bị giám sát hoạt động của thang nhằm phát hiện và xử lý sự cố.
Trong thực tế, khi thiết kế truyền động cho thang máy phải phối hợp bảo vệ cả
phần cơ và phần điện, kết hợp nhiều loại bảo vệ. Chẳng hạn, khi cấp điện cho
động cơ kéo buồng thang thì cũng cấp điện ln cho động cơ phanh, làm nhả
các má phanh kẹp vào ray dẫn hướng. Khi đó buồng thang mới có thể chuyển
động được. Khi mất điện, động cơ phanh không quay nữa, các má phanh kẹp
sẽ tác động vào đường ray giữ cho buồng thang không rơi.

Hình 12. Phanh bảo hiểm kiểu kìm
1.5.2 Yêu cầu dừng chính xác buồng thang
Buồng thang của thang máy cần phải dùng chính xác so với mặt bằng
của tầng cần dừng sau khi đã ấn nút dừng. Nếu buồng thang dừng khơng
chính xác sẽ gây ra hiện tượng: làm cho hành khách ra/vào khó khăn, tăng
thời gian ra/vào của hành khách dẫn đến giảm năng suất.

15

TIEU LUAN MOI download :

Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

Để khắc phục hậu quả này, có thể bố trí các cảm biến ở gần sàn tầng, kết hợp với
biến tần ta có thể điều khiển dễ dàng tốc độ động cơ một cách phù hợp nhất.

1.5.3 Ảnh hưởng của gia tốc, vận tốc đối với hệ truyền động thang máy
Một trong những điều kiện cơ bản đối với hệ truyền động thang máy là
phải đảm bảo cho buồng thang chuyển động êm. Việc buồng thang chuyền
động êm hay không lại phụ thuộc vào gia tốc khi mở máy và hãm máy. Các
tham số chính đặc trưng cho chế độ làm việc của thang máy là: tốc độ di
chuyển v [m/s], gia tốc a [m/s2] và độ giật [m/s3].
Tốc độ di chuyển của buồng thang quyết định năng suất của thang máy, điều
này có ý nghĩa rất quan trọng, nhất là đối với các nhà cao tầng
Tốc độ di chuyển trung bình của thang máy có thể tăng bằng cách giảm thời
gian mở máy và hãm máy, có nghĩa là tăng gia tốc. Nhưng khi gia tốc lớn sẽ
gây ra cảm giác khó chịu cho hành khách (như chóng mặt, sợ hãi, nghẹt thở
v.v…). Bởi vậy gia tốc tối ưu là a < 2m/s2.

1.6 Các thơng số hệ truyền động cơ khí thang máy đã thiết kế
16

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

4

4

R

5

5

CC

Tai
Qm
Q1
Q2

CW

CAR

t1

t2 t
tck

Hình 13 Sơ đồ bố trí thang máy
Tải trọng: Q = 300kg
Khối lượng cabin G = 150kg
Vận tốc cabin v = 45m/phút
Thời hạn phục vụ L = 12000 giờ
Động cơ 3K112Sa4 Công suất P = 2,2Kw

Hộp giảm tốc : sử dụng bộ truyền trục vít bánh vít u = 25

17

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

CHƯƠNG 2:XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN ĐIỀU
KHIỂN THANG MÁY

2.1 Lựa chọn phương án điều khiển
Điều khiển thang máy chúng ta có thể có nhiều phương án lựa chọn như
dùng vi điều khiển,PLC, hay điều khiển phân tán. Tại sao những thang máy của
các hãng sản xuất lớn như Mitsubishi, Otis, Hitachi lại dùng bộ điều khiển khả
trình PLC thay cho những phương án điều khiển khác. Lý do nó có những ưu điểm
sau:
Giảm đến 80% số lượng dây nối
Công suất tiêu thụ của PLC rất thấp
Khả năng tự chuẩn đoán do đó giúp cho việc sửa chữa dễ dàng
Có thể thay đổi chức năng điều khiển bằng thiết bị lập trình
Giảm thiểu số lượng rơ le và timer so với cổ điển
Dung lượng chương trình lớn có thể chứa được nhiều phương trình phức tạp
Độ tin cậy cao trong mơi trường cơng nghiệp
Kích thước nhỏ, dễ dàng kết nối với các thiết bị ngoại vi như máy tính, modul mở
rộng.
Vì thế PLC là phương án tối ưu nhất lựa chọn để điều khiển thang máy
2.2 Tổng quan về PLC
PLC( Programmable Logic Controller ) là thiết bị có thể lập trình được,

được thiết kế chuyên dùng trong công nghiệp để điều khiển các tiến trình xử lí từ
đơn giản đến phức tạp, tùy thuộc vào người điều khiển mà nó có thể thực hiện
được một loạt các chương trình và sự kiện này được kích hoạt bởi các nhân kích
thích( hay cịn gọi là ngõ vào) tác động vào PLC hay còn được gọi là bộ phận định
18

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

thì (Timer). Khi một sự kiện được kích hoạt nó sẽ bật ON hay OFF hoặc phát ra
một chuỗi xung ra, các thiết bị bên ngoài được gắn vào ngõ ra của PLC. Như vậy
nếu thay đổi chương trình được đặt trong PLC ta sẽ thay đổi được các hoạt động
khác nhau. Hiện nay PLC nổi nhất với một số hãng Siemens, Omron, Mitsubishi,
Festo,..

Hình 14. Các model PLC S7-200 của hãng SIEMENS
2.3 Đặc điểm của hệ thống lập trình PLC
PLC được thay thế cho những phương pháp truyền thống như role hay các
thiết bị rời công kềnh. PLC tạo ra một khả năng điều khiển dễ dàng, linh hoạt dựa
trên những lệnh logic cơ bản.
Các PLC tương tự máy tính, nhưng máy tính được tối ưu hố cho các nhiệm vụ
tính tốn và hiển thị còn PLC được chuyên biệt cho các nhiệm vụ điều khiển và
mơi trường cơng nghiệp. Vì vậy các PLC được thiết kế:
Để chịu được các rung động, nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn và tiếng ồn.
Có sẵn giao diện cho các thiết bị vào ra.
Được lập trình dễ dàng với ngơn ngữ lập trình dễ hiểu, chủ yếu giải quyết
các phép toán logic và chuyển mạch.

19

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

Về cơ bản chức năng của bộ điều khiển logic PLC cũng giống như chức năng
của bộ điều khiển thiết kế trên cơ sở rơle công tắc tơ hay trên cơ sở các khối điện
tử đó là :
Thu thập các tín hiệu vào và các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến.
Liên kết, ghép nối các tín hiệu theo yêu cầu điều khiển và thực hiện đóng
mở các mạch phù hợp với cơng nghệ.
Tính tốn và soạn thảo các lệnh điều khiển đến các địa chỉ thích hợp.
Khi thực hiện PLC bắt đầu đọc từ lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc bằng lệnh
cuối cùng trong một vòng quét. Một vòng quét bắt đầu được thực hiện bằng cách
đọc các trạng thái đầu vào sau đó thực hiện chương trình, kết thúc vòng quét bằng
việc thay đổi trạng thái logic đầu ra. Trước khi thực hiện vòng quét tiếp theo thì
thực hiện các nhiệm vụ bên trong và truyền thơng. Chu trình là 1 chương trình lặp.
Lập trình PLC thường sử dụng hai phương pháp:
Phương pháp hình thang LAD (LADDER)
Phương pháp liệt kê câu lệnh STL (STATEMENT LIST)
Sơ đồ cấu trúc của PLC:

Hình 15. Sơ đồ cấu trúc của PLC
2.4 Ứng dụng của PLC
Hiện nay PLC đã được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau
trong công nghiệp như:
Hệ thống nâng vận chuyển.
20

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

Dây chuyền đóng gói.
Các ROBOT lắp ráp sản phẩm.
Điều khiển bơm.
Dây chuyền xử lý hố học.
Cơng nghệ sản xuất giấy.
Quản lý tự động bãi đỗ xe.
Hệ thống may công nghiệp.
Điều khiển thang máy.
2.5 Các thành phần chính của PLC S7 200
2.5.1 Modul CPU S7-200
Modul CPU S7-200 được kết hợp giữa một CPU (Central Processing Unit)
nguồn cung cấp với các đầu vào và đầu ra.
CPU: thi hành các chương trình, lưu trữ và xử lý dữ liệu
Nguồn cung cấp: cung cấp nguồn cho Modul chính và các modul mở
rộng của hệ thống.
Các đầu vào: được nối với các thiết bị như sensor, công tắc hành trình
Các đầu ra: để điều khiển động cơ, máy bơm,..
Các cổng giao tiếp: ghép nối CPU với các thiết bị cần điều khiển, thông
thường PLC S7-200 có 2 Port giao tiếp.
Đèn báo trạng thái: báo hiệu trạng thái làm việc của CPU chạy, dừng, hay
báo lỗi
2.5.2 Các Modul mở rộng
Modul mở rộng Analog: cung cấp thêm một số đầu vào Analog để điều
khiển cho hệ thống

Modul mở rộng Digital: cung cấp thêm một số đầu vào và đầu ra Digital
cho hệ thống

21

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

2.6 Các ngun tắc lập trình S7-200
Phần mềm và ngơn ngữ lập trình S7-200
Có 2 phần mềm có thể dùng lập trình là STEP7-MICRO /WIN và STEP7MICRO/DOS.
STL: sử dụng những mã từ gợi nhớ, đại diện cho chức năng của CPU
LAD: sử dụng ngơn ngữ hình ảnh
Các yếu tố cơ bản của LAD

Hình 16. LADDER
I0.0, I0.1, I0.2 đại diện cho các tiếp điểm. I0.0, I0.2 là tiếp điểm thường mở, I0.1 là
tiếp điểm thường đóng
Q0.0 là động cơ hay các thiết bị đang điều khiển
T32: hộp đại diện cho 1 chức năng như Timer, Counter được thi hành khi I/O có
dòng chạy qua hộp
Các yếu tố của STL( statement list)
STL là một ngơn ngữ lập trình mà mọi phần tử trong chương trình dùng mã từ gợi
nhớ để đại diện cho một chức năng của CPU. Kết hợp cấu trúc này tạo thành một
chương trình điều khiển. Ví dụ chuyển từ dạng LAD sang STL của chương trình
trên

22

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

LD I0.0
AN I0.1
=

Q0.0

LD I0.2 TON
T32,PT
2.7 Chọn kiểu làm việc cho CPU
Công tắc 3 vị trí của S7-200 cho phép chọn 1 trong 3 chế độ làm việc
STOP: CPU không thực hiện chương trình, CPU cho phép hiệu chỉnh chương trình
hoặc nạp chương trình mới.
RUN: ở chế độ này PLC chạy chương trình ghi trong bộ nhớ. Khi ở chế độ RUN
không thể nạp chương trình cho CPU được
TERM: cho phép máy lập trình tự quyết định một trong số chế độ
PLC sử dụng cổng truyền thơng nối tiếp RS-485 với phích nối 9 chân để phục vụ
cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc các trạm PLC khác
2.8 Giới thiệu về biến tần
2.8.1 Tổng quan về biến tần
Biến tần là 1 thiết bị điện tử tổ hợp từ các linh kiện điện tử thực hiện chức
năng biến đổi tần số và điện áp 1 chiều hay xoay chiều có tần số f1 nhất định
thành dòng điện xoay chiều có tần số điều khiển nhờ các khóa điện tử. Biến tần
được dùng để biến đổi tốc độ động cơ của các thiết bị cơ khí lớn có yêu cầu các
động cơ được cố định. Nhờ sự linh hoạt trong việc thay đổi tần số dẫn đến việc

thay đổi tốc độ và công suất, biến tần là giải pháp tối ưu hiện nay. Có nhiều hãng
sản xuất biến tần với nhiều chủng loại và công suất khác nhau: SIEMENS, ABB,
FUJI

23

TIEU LUAN MOI download :


Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử

2.8.2 Các yêu cầu khi sử dụng biến tần
Bên trong bộ biến tần là các linh kiện điện tử bán dẫn nên rất nhạy cảm với
điều kiện môi trường, mà Việt Nam có khí hậu nóng ẩm nên khi lựa chọn phải
chắc chắn rằng bộ biến tần của mình đã được nhiệt đới hóa, phù hợp với mơi
trường khí hậu Việt Nam, phải đảm bảo điều kiện môi trường lắp đặt như nhiệt độ,
độ ẩm, vị trí. Các bộ biến tần khơng thể làm việc ngoài trời, chúng cần được lắp
đặt trong tủ có không gian rộng, thông gió tốt (tủ phải có quạt thơng gió), vị trí đặt
tủ là nơi khơ ráo trong phịng có nhiệt độ <500 C, khơng có chất ăn mịn, khí gas,
bụi bẩn, độ cao <1000m so với mặt nước biển.
2.8.3 Lựa chọn biến tần
Thang máy là thiết bị có tải thay đổi liên tục, thường xuyên chạy ở chế độ
non tải, yêu cầu cao về độ an tồn, êm ái và chính xác. Sử dụng biến tần là rất phù
hợp, em lựa chọn biến tần của hãng Siemens: Micromaster 440. Đây là dòng biến
tần mạnh mẽ nhất trong dòng các biến tần tiêu chuẩn. Khả năng điều khiển Vector
cho tốc độ và Moment hay khả năng điều khiển vịng kín bằng bộ PID có sẵn đem
lại độ chính xác tuyệt vời cho các hệ thống truyền động quan trọng như các hệ
nâng chuyển, các hệ thống định vị. Không chỉ vậy, một loạt khối logic có sẵn lập
trình tự do cung cấp cho người sử dụng sự linh hoạt tối đa trong công việc điều
khiển hàng loạt các thao tác 1 cách tự động. Mặt khác do yêu cầu điều khiển là đảo

chiều động cơ và thay đổi tốc độ động cơ, việc dung biến tần MM440 là phương án
đơn giản và tối ưu nhất.

Hình 17. Các đầu dây điều khiển biến tần MM440
24

TIEU LUAN MOI download :