Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển (vi xử lý) cho thang máy

bé c«ng th−¬ng
viÖn m¸y vµ dông cô c«ng nghiÖp







b¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi
m∙ sè : 177.09 rd/h®-khcn


Tªn ®Ò tµi:
Nghiªn cøu, thiÕt kÕ, chÕ t¹o hÖ thèng
®iÒu khiÓn (Vi xö lý) cho thang m¸y










7750
02/3/2010


Hµ néi, th¸ng 11-2009

c¬ quan chñ tr×
chñ nhiÖm ®Ò tµi





Ths. nguyÔn hßai anh

2

danh sách những ngời thực hiện đề tài

STT Họ và tên Học hàm, học vị, chuyên
môn
Cơ quan
1 Nguyễn Hoài Anh Thạc sỹ kỹ thuật
Chủ nhiệm đề tài
Viện Máy và DCCN
2 Phan Anh Dũng Thạc sỹ điện tử
Phó Chủ nhiệm đề tài
Viện Máy và DCCN
3 Phạm Văn Bỉnh Kỹ s điện tử Viện Máy và DCCN
4 Lê Hoàng Hải Kỹ s tự động hoá Viện Máy và DCCN
5 Lê Hồng Sơn Thạc sỹ kỹ thuật Viện Máy và DCCN
6 Nguyễn Chí Cờng Thạc sỹ kỹ thuật Viện Máy và DCCN
7 Lê Hồng Đông Kỹ s thiết bị điện điện tử Công ty C.P Thơng
mại Kim Hoa

3

báo cáo tóm tắt tình hình thực hiện đề tài
nghiên cứu khoa học cấp bộ năm 2009

1. Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển (Vi xử lý) cho
thang máy
2. Chủ nhiệm đề tài: Ths Nguyễn Hoài Anh
3. Thời gian thực hiện đề tài: từ 01/01/2009 đến 31/12/2009

4. Nội dung và kết quả đạt đợc:
Sau thời gian nghiên cứu và triển khai thực hiện đề tài nhóm nghiên cứu đã
thực hiện đợc các công việc sau:
- Thu thập và nghiên cứu tài liệu, nghiên cứu công nghệ điều khiển thang
máy cho nhà cao tầng, công nghệ điều khiển bằng vi xử lý
- Khảo sát thiết bị điều khiển của thang máy cho nhà cao tầng của một số
hãng nổi tiếng trên thế giới nh: Otis, Thyssen, Mitsubishi, từ đó xây
dựng hệ thống điều khiển thang máy phù hợp với công nghệ trong nớc
hiện nay.
- Tính toán lựa chọn thiết bị điều khiển, thiết kế kỹ thuật, thiết kế chế tạo,
lựa chọn thiết bị vi xử lý phù hợp cho hệ thống điều khiển thang máy.
- Xây dựng chơng trình thuật toán điều khiển thang máy cho vi xử lý
- Chế tạo thành công 01 bộ điều khiển cho thang máy 630 kg 06 điểm
dừng tốc độ 1.0 m/s
- Lắp đặt và đa vào thử nghiệm thực tế hệ thống điều khiển thang máy nói
trên thay thế cho hệ thống điều khiển của thang máy hãng HUYNDAI tại
Viện máy và dụng cụ Công nghiệp.
- Hệ thống điều khiển mới chạy thử đạt yêu cầu đề ra và kết quả chạy thử
hoàn toàn tơng đơng với hệ thống điều khiển của thang máy hãng
HYUNDAI đã lắp đặt tại Viện máy và dụng cụ Công nghiệp.
5. Tài chính:
Toàn bộ kinh phí thực hiện của đề tài đã sử dụng hết và đúng mục đích
theo qui định của nhà nớc
6.
Kết luận và kiến nghị:
Nhóm đề tài đã thực hiện đầy đủ nội dung đăng ký ban đầu và chế tạo đa
vào thử nghiệm thực tế hệ thống điều khiển thang máy sử dụng vi xử lý đáp
ứng yêu cầu và có khả năng thay thế đợc hệ thống điều khiển các thang máy
nhập ngoại hiện nay.

4
Việc ứng dụng vi xử lý cho các thiết bị cơ - điện tử là công nghệ rất mới ở
nớc ta và đây mới chỉ là những ứng dụng thực tế ban đầu đặt nền móng cho
những nghiên cứu khác vì vậy nhóm đề tài rất mong đợc sự ủng hộ của các
ngành để có đợc những ứng dụng sâu hơn ở những nghiên cứu tiếp theo.

Nhóm thực hiện đề tài đã thực đầy đủ các nội dung của đề tài đã đăng ký ban
đầu. Kính đề nghị các cấp xem xét cho phép đề tài đợc nghiệm thu.

Hà nội, ngày 10 tháng 11 năm 2009
Chủ nhiệm đề tài




Th.s Nguyễn Hoài Anh

5
Mục lục

Hng mc
Trang
Lời mở đầu
Phần I
: Thu thập và nghiên cứu tài liệu, nghiên cứu công nghệ điều
khiển thang máy cho nhà cao tầng, công nghệ điều khiển bằng vi xử lý
I. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ điều khiển thang máy
cho nhà cao tầng trên thế giới.
II. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ điều khiển thang máy
và vi xử lý trong nớc.
Phần II:
Khảo sát thiết bị điều khiển của thang máy cho nhà cao tầng
của một số hãng nổi tiếng trên thế giới
I. Khảo sát hệ thống điều khiển thang máy của hãng Otis Mỹ
II. Khảo sát hệ thống điều khiển thang máy của hãng Thyssen Krupp
CHLB c
III. Khảo sát hệ thống điều khiển thang máy của hãng Mitsubishi
Nhật bản

IV. Những kết quả rút ra từ việc khảo sát hệ thống điều khiển thang
máy của các hãng chế tạo thang máy làm cơ sở cho việc thiết kế
sau này
Phần III:
Tính toán lựa chọn thiết bị điều khiển, thiết kế kỹ thuật, thiết
kế chế tạo, lựa chọn thiết bị vi xử lý.
I. Cỏc nguyờn tc iu khin thang mỏy
II. Tớnh toỏn la chn v thit k thit b iu khin cho thang mỏy
III. Tớnh toỏn la chn v thit k thit b vi x lý cho thang mỏy
III.1. Tớnh toỏn, la chn thit b vi x lý
III.2. Thit k tng th ca card vi x lý
Phần IV:
Xây dựng chơng trình thuật toán điều khiển
thang máy cho vi xử lý
I. Ch chy t ng
II. Ch chy kim tra (ch iu khin bng tay)
III. Thut toỏn iu khin úng/m ca cabin
Phần V:
Kết quả thử nghiệm và hoạt động thực tế
Phần VI:
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
Các phụ lục
6
7

7

8

11

12
13

16

18

20

20
21
22
22
23
27

28
30
31
33
34

6

Lời mở đầu

t nc ta hin nay ang trờn phỏt trin, hng lot cỏc cụng trỡnh xõy
dng ang liờn tc mc lờn, rt nhiu cỏc khu chung c mi, cỏc vn phũng lm
vic liờn tc c xõy dng ỏp ng nhu cu phỏt trin ca xó hi. Trc nhu
cu rt ln ca vic xõy dng c s h tng nờu trờn ũi hi rt nhiu cỏc thit b
xõy dng cụng ngh cao trong ú cú thang mỏy.
Ti cỏc n
c cụng nghip phỏt trin vic nghiờn cu thang mỏy ó c hỡnh
thnh t rt lõu v cho ra i nhiu hóng thang mỏy ni ting nh: Otits, Hitachi,
Mitsubishi, Schindler, Cỏc hóng ny liờn tc nghiờn cu v ng dng nhiu
cụng ngh mi nõng cao cht lng cho cỏc sn phm ca mỡnh. Cỏc thang
mỏy ca cỏc hóng ny c s dng hu ht cỏc nc trờn th gii hin nay.
Trong nc ta hin nay do nhu cu thc t ó hỡnh thnh cỏc cụng ty kinh
doanh, sn xut v ch t
o thang mỏy phc v cho xõy dng c s h tng
trong nc. Cỏc thang mỏy cung cp cho th trng hin nay bao gm thang
nhp ng b t nc ngoi (thang ngoi) hoc thang ch to mt phn trong
nc (thang ni). Do cụng ngh sn xut trong nc cỏc thang mỏy ch to
trong nc mi ch to c nhng thang tc thp, thp tng v thang n,
cht lng c
a cỏc thang ny khụng cao.
Trong dũng thang mỏy nhp ngoi (thang ngoi) trong quỏ trỡnh vn hnh
thc t cng gp rt nhiu khú khn trong cụng tỏc bo trỡ, bo dng v sa
cha do khụng nm bt ht cụng ngh v bớ quyt ca cỏc hóng cung cp thit b
c bit l h thng iu khin.
ỏp ng nhu cu thc t v th trng thang mỏy trong nc hin nay vic
xõy dng h thng

iu khin vi vic ng dng cỏc cụng ngh mi nhm nõng
cao cht lng ca cỏc thang mỏy ch to trong nc v thay th h thng iu
khin thang mỏy cho cỏc thang nhp ngoi ó s dng t lõu ch ng trong
cụng tỏc bo hnh, sa cha v bo dng l iu ht sc cn thit v l nhu cu
cp bỏch ca th trng hin nay.
Tr
c nhu cu cp bỏch trờn vic nghiờn cu thnh cụng ti: Nghiên cứu,
thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển (Vi xử lý) cho thang máy cú mt ý ngha
rt ln ỏp ng yờu cu cp bỏch trờn v t nn múng cho nhng nghiờn cu
tip theo cho vic ng dng vi x lý trong thang mỏy v thit b c in t
cụng ngh cao khỏc.
Do thi gian cú hn nờn ti khụng trỏnh khi nhng sai sút, nhúm ti
rt mong c s úng gúp ca cỏc cp v cỏc ng nghip ti hon thi
n
hn. Thay mt nhúm ti chỳng tụi xin chõn thnh cm n s ng h ca cỏc
ngnh, cỏc cp c bit l B Cụng Thng, Vin mỏy v dng c Cụng nghip
v cỏc ng nghip ó giỳp chỳng tụi hon thnh ti ny.





7
Phần I
Thu thập và nghiên cứu tài liệu, Nghiên cứu công nghệ
điều khiển thang máy cho nhà cao tầng, công nghệ
điều khiển bằng vi xử lý


I. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ điều khiển thang

máy cho nhà cao tầng trên thế giới:
Thang máy đã đợc nghiên cứu và phát triển ở các nớc công nghiệp phát
triển trong mấy chục năm gần đây, những công nghệ điều khiển mới luôn
đợc nghiên cứu và ứng dụng trong điều khiển thang máy làm cho các thang
máy ngày càng thông minh hơn.
Vic nghiờn cu ch to thang mỏy ó hỡnh thnh t lõu trờn th gii vi
chic thang mỏy u tiờn xut hin vo nm 1853, ú l chic thang mỏy ca
hóng OTIS - M. Cui th k 19 hóng thang mỏy th 2 ra i ú l Schindler
Thy s. Sang th k 20 cú nhiu hóng thang mỏy khỏc ra i nh: Kone -
Phn Lan, Mitsubishi - Nht Bn, Thyssen - CHLB c, Cỏc thang mỏy
ny ó c thit k
, th nghim k cng nờn hot ng ờm v dng tng
chớnh xỏc hn. Cho ti nhng nm 1975 thang mỏy trờn th gii ó t ti
tc 400m/ phỳt, nhng thang mỏy ln vi ti trng lờn ti 25 tn ó c
ch to thnh cụng. Thi gian ny xut hin nhiu hóng thang mỏy na ra i
ti cỏc nc trung bỡnh nh: Shanghai MITSUBISHI (Trung quốc), n
nm 1981 trờn th gii ó xut hin cụng ngh
h thng iu khin thang
mỏy bng phng phỏp bin i tn s VVVF. Thnh tu ny l mc quan
trng a ngnh thang mỏy lờn tm cao mi. Ngoi u im dng tng
ờm ỏi nú cũn khai thỏc cho nhõn loi gim thiu kh nng tiờu th in cũn
50% so vi trc. Cng ngy cụng ngh cng c nõng cp, ci tin trong
ngnh thang mỏy. Ngy nay chỳng ta thy i vi gii phỏp thang mỏy cho
cỏc to nh cao c ó lờn ti trờn 100 tng.
Từ những năm 1990 trở lại đây trên thế giới đã có rất nhiều các toà nhà cao
tầng đợc hoàn thành nh: Tháp Taipei 101 tại Đài Bắc cao 509m gồm 101
tầng, Tháp JinMao tại Thợng Hải cao 421m gồm 88 tầng, Toà nhà Sears
Tower tại Chicago cao 442 m gồm 108 tầng, Tháp đôi Petronas tại Malaysia
cao 452m gồm 88 tầng, và rất nhiều các công trình, trung tâm thơng mại
cao tầng khác tại nhiều nớc nh: Trung Quốc, Hồng Kông, Mỹ, Đài Loan,

đặc biệt tháp Burj DuBai tại ả rập thống nhất đang xây dựng sẽ trở thành tháp
cao nhất thế giới với chiều cao dự kiến 693 m gồm 160 tầng. Trong tơng lai
còn nhiều các toà nhà, trung tâm thơng mại đang và sẽ xây dựng tại nhiều
nớc trên thế giới vì vậy các công ty thang máy càng có điều kiện để nghiên
cứu và phát triển các sản phẩm của mình đáp ứng nhu cầu xây dựng các toà
nhà cao tầng trên. Mặt khác sự phát triển của khoa học kỹ thuật và các nhu

8
cầu ngày càng cao của con ngời do đó ngay cả các sản phẩm thang máy đã
đợc ứng dụng cũng cần đợc nghiên cứu và phát triển nhằm đáp ứng đợc
những yêu cầu của khoa học kỹ thuật hiện đại mang lại sự tiện dụng và những
yêu cầu mới của con ngời hiện nay. Nhiều hãng sản xuất thang máy nổi
tiếng đã nâng cao khả năng cạnh tranh của sản phẩm bằng việc nghiên cứu
các công nghệ điều khiển mới ứng dụng cho sản phẩm thang máy.
Những công nghệ điều khiển mới nh: điều khiển bằng vi xử lý, điều khiển
mờ (fuzzy), đợc áp dụng cho hầu hết các thang máy của các hãng nổi
tiếng hiện nay nh: Otis, Mitsubishi, Hitachi, Schindler, Kone, Thyssen
Krupp, Hyundai, Nhờ những công nghệ điều khiển mới này mà chất lợng
các thang máy ngày càng cao hơn nh: chạy dừng êm, tốc độ thang máy cao,
điều khiển nhóm nhiều thang,

II. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ điều khiển thang
máy và vi xử lý trong nớc:
Hầu hết các thiết bị cơ - điện tử hiện đại đều sử dụng vi xử lý do đó các cơ sở
trong nớc đã đầu t nghiên cứu vi xử lý nhằm chủ động nắm bắt công nghệ
hiện đại. Kỹ thuật điều khiển sử dụng vi xử lý đã và đang đợc các cơ sở
trong nớc quan tâm nghiên cứu chủ yếu trong các trờng đại học và một số
viện nghiên cứu. Kết quả thu đợc chủ yếu là lý thuyết, một số ứng dụng
trong phòng thí nghiệm và một số công trình đợc ứng dụng trong thực tế
nh: trờng ĐHBK Hà nội, viện điện tử tin học,

Trong những năm gần đây nhờ những chính sách mở cửa, cùng với sự phát
triển khoa học kỹ thuật trên thế giới, sự bùng nổ của công nghệ thông tin đã
tạo điều kiện cho các nhà khoa học trong nớc tiếp cận với các công nghệ
điều khiển mới trên thế giới. Các dây chuyền thiết bị mới từ các nớc công
nghiệp phát triển đợc đầu t vào nớc ta, các thiết bị điều khiển mới nhất
cũng đợc trang bị cho các cơ sở trong nớc. Trớc những yêu cầu mới nh
trên các cơ sở nghiên cứu trong nớc đã bắt đầu đầu t nghiên cứu công nghệ
điều khiển hiện đại nhất là vi xử lý để chủ động đầu t và vận hành nhờ
nguồn nhân lực trong nớc.
Nớc ta trong gần chục năm trở lại đây do sự phát triển của nền kinh tế thị
trờng đã hình thành nhiều khu đô thị và văn phòng cao tầng. Trong tơng lai
các văn phòng cao cấp và các toà nhà cao tầng sẽ đợc xây dựng rất nhiều tại
các thành phố trên khắp đất nớc nh: Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải
Phòng, Đặc biệt toà nhà cao tầng dự kiến 70 tầng có khả năng trở thành toà
nhà cao xếp thứ 17 trên thế giới đang đ
ợc xây dựng tại Hà Nội. Những điều
kiện trên là mảnh đất cho các nhà cung cấp thiết bị cho toà nhà phát triển
nhất là thang máy.
Cựng vi s phỏt trin ca cỏc hóng thang mỏy trờn th gii, Vit Nam ln
lt cỏc cụng ty thang mỏy ra i. Phi k n nhng n v u tiờn trong
ngnh thang mỏy nh: cụng ty thang mỏy T ng, cụng ty thang mỏy Thiờn

9
Nam, cụng ty thang mỏy Thỏi Bỡnh, n nm 2001 cỏc cụng ty khỏc ln
lt ra i nh: cụng ty thang mỏy Thng Long, cụng ty thang mỏy Hng
t, Cỏc dch v phc v cho ngnh thang mỏy cng rt phỏt trin, trong
tng lai ti, cú nhiu nh mỏy sn xut thang mỏy ti Vit Nam s ra i
phc v cho ngnh xõy dng.
Ngày nay trong nớc ta hình thành 03 dòng thiết bị thang máy để phục vụ
cho cụ thể nh sau:

- Các thang máy chế tạo trong nớc: Một phần thiết bị cơ khí của các thang
này đợc chế tạo trong nớc nh: cabin, cửa tầng, và các thiết bị cơ khí
chính nh: máy kéo, ray, bộ bảo vệ quá tốc độ, đợc nhập chủ yếu từ
Trung Quốc. Hệ thống điều khiển do trong nớc thiết kế và chế tạo dựa
trên công nghệ điều khiển PLC kết hợp với biến tần. Các thiết bị thang
máy này đang mất dần thị phần do công nghệ của hệ thống điều khiển nêu
trên ch
a đáp ứng hết đợc các yêu cầu của thang máy hiện đại ngày nay.
Các công ty chế tạo thang trong lĩnh vực này phải kể đến nh: Công ty
thang máy Thái Bình, Công ty thang máy á Châu, Công ty thang máy
Thiên Nam,
- Các thang máy chế tạo từ các liên doanh: Thang máy chế tạo từ các đơn
vị này đợc nhập linh kiện từ các hãng thang máy lớn đợc sản xuất chủ
yếu từ Trung Quốc bao gồm cả hệ thống cơ khí và điều khiển. Hệ thống
điều khiển chủ yếu sử dụng công nghệ vi xử lý. Trong nớc chế tạo một
phần rất nhỏ thiết bị cơ khí còn lại chủ yếu là lắp ráp do đó chất lợng các
thang phụ thuộc rất nhiều vào các hãng nớc ngoài và không chủ động
đợc sản xuất. Các công ty hoạt động trong lĩnh vực này phải kể đến là
công ty Fuji-AlphalstNam,
- Các thang máy nhập nguyên chiếc từ nớc ngoài: Các thang máy này
chiếm tới 80% thị phần thang máy trong và đợc nhập từ các hãng nổi
tiếng trên thế giới nh: Otis, Mitsubishi, Schindler, Thyssen, các thang
này đáp ứng đợc nhu cầu của khách hàng do thang máy sử dụng điều
khiển bằng vi xử lý với phần mềm điều khiển thông minh, tốc độ thang
lớn đáp ứng đợc việc xây dựng các nhà cao tầng. Nhng do các kỹ thuật
trong nớc cha nắm bắt đợc nhiều về thiết bị công nghệ nên còn gặp
khó khăn trong quá trình vận hành, bảo trì.
Hin nay, tớnh riờng TP HCM thỡ cú hn 40 cụng ty thang mỏy ln nh.
Cụng ty thang mỏy c xem l u tiờn ca Vit Nam chớnh l cụng ty
thang mỏy T

ng, tip n l cụng ty thang mỏy Thiờn Nam v cụng ty
thang mỏy Ton Tõm (hin nay l i lý thang Mitsubishi ti Min Nam).
Trong quỏ trỡnh hot ng cỏc cụng ty mi hỡnh thnh tỏch ra t cỏc cụng ty
c nh: cụng ty thang mỏy Thng Long (i lý thang Mitsubishi Min Bc)
tỏch ra t cụng ty thang mỏy T ng, cụng ty thang mỏy Thỏi Bỡnh tỏch ra
t cụng ty thang mỏy Thiờn Nam, cụng ty thang mỏy Chõu tỏch ra t cụng
ty thang mỏy Thỏi Bỡnh, C nh vy a s cỏc cụng ty thang mỏy trờn khp

10
Vit Nam ln lt ra i m nhõn lc chớnh ó tng cụng tỏc ti cỏc cụng ty
k trờn, tuy nhiờn vn cú nhng cụng ty khụng theo quy lut ny
Với những yêu cầu mới nêu trên các cơ sở trong nớc đang rất cần nghiên
cứu chế tạo hệ thống điều khiển thang máy cho nhà cao tầng dùng vi xử lý để
đáp ứng nhu cầu chế tạo thang máy trong tơng lai
Viện máy và dụng cụ công nghiệp là đơn vị có rất nhiều các nghiên cứu ứng
dụng các công nghệ cao cho thị trờng và là đơn vị đi đầu trong cả nớc về
việc chế tạo các sản phẩm cơ-điện tử. Trong những năm gần đây Viện đã có
những nghiên cứu bớc đầu thành công trong việc sử dụng vi xử lý cho các
thiết bị công nghiệp nh: ứng dụng vi xử lý cho hệ điều khiển cân công
nghiệp, mặt khác Viện cũng đã lắp ráp nhiều thang máy của hãng Shanghai
Misubishi chất lợng cao cho thị trờng. Những điều kiện trên tạo điều kiện
cho đề tài triển khai thành công.

11
Phần II
Khảo sát thiết bị điều khiển của thang máy cho nhà
cao tầng của một số hng nổi tiếng trên thế giới

Trong những năm gần đây nhờ chính sách mở cửa nền kinh tế của nớc ta
phát triển mạnh mẽ và có rất nhiều công trình xây dựng nhà ở cao tầng, trung
tâm thơng mại, đang liên tục xây dựng tại các thành phố lớn nh: Thủ đô Hà
Nội, thành phố Hồ Chí Minh, thành phố Đà nẵng, Để phục vụ nhu cầu xây
dựng các công trình trên nhiều hãng chế tạo thang máy nổi tiếng trên thế giới đã
cung cấp thiết bị thang máy cho các công trình này đó là: OtisMỹ, Thyssen
KruppCHLB c, MitsubishiNhật bản,
Sơ đồ chung hệ thống điều khiển của các hãng thang máy trên thế giới hiện

nay nh sau :

card vi
điều
khiển
trung
tâm
(Vi xử lý
32 bit)
bộ kiểm
tra và
điều chỉnh
tốc độ
cho động
cơ máy
kéo
Động
cơ
máy
kéo
bộ thu
nhận tín
hiệu và
điều chỉnh
tốc độ
động cơ
cửa cabin
Bảng
gọi tầng
và thiết

bị báo
an toàn
cửa tầng
Các sensor,
công tắc hành
trình báo v
ị
trí
Encoder
card xử lý tín
hi
ệ
u trung gian
bộ nguồn,
bộ lọc,
T
ủ đi
ệ
n điều khiển
Độn
g

cơ
đóng
mở
cửa
cabin
Encoder
Bảng gọi điều
khiển và hiển thị

trong cabin
Cabin
Thiết bị an toàn
đáy hố (hố PIT)
Phòn
g
má
y
Hỡnh 2-1: Sơ đồ hệ thống điều khiển chung của thang máy

12

Từ sơ đồ điều khiển chung nêu trên mỗi hãng thang máy đều nghiên cứu để
tạo ra bộ điều khiển thang máy riêng nhằm tạo ra công nghệ đặc trng cho sản
phẩm của mình. Hệ thống điều khiển của một số hãng thang máy điển hình cụ
thể nh sau:

i. Khảo sát hệ thống điều khiển thang máy của hãng Otis - Mỹ:
Cụng ty Otis l mt n v thuc tp on United Technologies (M), mt
cụng ty nm trong danh sỏch 500 cụng ty ln nht ca M vi hot ng a
dng. Otis cung cp nhng sn phm thang mỏy hn 200 quc gia v vựng
lónh th, bo trỡ 1,6 triu cu thang mỏy v thang cun trờn ton th gii. Otis l
cụng ty ó cho ra i chic thang mỏy an ton u tiờn trờn th gii vo nm
1853 v cú mt trong cỏc cụng trỡnh xõy dng ln nh: thỏp Eiffel ti Paris, tũa
nh chc tr
i Burj Dubai ang xõy dng cỏc tiu Vng quc rp Thng
nht, Trung tõm ti chớnh Th gii Thng Hi v thỏp ụi Petronas Malaysia.
Ti Vit Nam, ngoi cm cụng trỡnh Kumho Asiana ti TP HCM, thang mỏy
Otis cng ó c thi cụng ti nhng cụng trỡnh ni ting nh khỏch sn
Metropole H Ni, Park Hyatt TP HCM, Indochina Riverside Tower

Nng,
H thng iu khin thang mỏy ny c phỏt trin qua nhiu th h v hin
nay h th
ng iu khin ca thang mỏy ca hóng ny s dng vi x lý v thng
l vi x lý 32 bit. C th nh sau:

Hỡnh 2-2:
B vi x lý trung tõm cho thang mỏy ca hóng Otis M


13
H thng iu khin trung tõm bao gm:
- Card vi x lý trung tõm s dng vi x lý 32 bit
- Cỏc card ph tr nh: card kt ni vo-ra, card ngun,
- Thit b iu khin ng lc bao gm: b iu khin tc ng c chớnh
(ng c nõng h cabin) v ng c m ca cabin
- T in i
u khin cho ton b thang mỏy
- Cỏc thit b an ton, thit b ph tr,

c trng ca h thng iu khin thang mỏy ca hóng Otis-M
- B iu khin s dng vi x lý 32 bit vi nhiu cụng ngh mi nh: b bin
i in ỏp v tn s (VVVF), iu khin m (fuzzy), do vy thang mỏy
iu khin chớnh xỏc tc ca mụ t to ra s di chuyn ờm, nhy v
dng tng c
c k chớnh xỏc.
- Hóng thang mỏy Otis l hóng thang mỏy u tiờn trờn th gii do vy sn
phm thang mỏy c bit l h thng iu khin c hon thin qua nhiu
th h vi kinh nghim lõu nm ca hóng ny. Hin nay sn phm ca hóng
cú nhiu tin ớch nh: nhanh, ớt ting n, chy ờm, dng tng chớnh xỏc,

s dng in nng hiu qu v bo v mụi tr
ng. H iu khin chuyn
ng thay i in ỏp, tn s ngun xoay chiu l tiờu chun cho vn hnh
ti u. Vi h iu khin mi ny, tc thang mỏy cú th hiu chnh
thang mỏy thc hin ờm v chớnh xỏc.
- u im ni bt thang mỏy ca hóng ny l tiờu chun cho phộp iu kin
cao nh ging thp nhm phự hp v
i cỏc v trớ phũng mỏy bt k tng
no, bờn cnh hay phớa trờn ging thang.

ii. Khảo sát hệ thống điều khiển thang máy của hãng Thyssen
Krupp CHLB Đức:
H thng iu khin thang mỏy ca hóng ny s dng vi x lý trung tõm sau
ú ni mng n cỏc b tin vi x lý ti cỏc cm iu khin trung gian nh: cm
cabin, cm bng gi ngoi,
Cỏc cm tin x lý nh: cm cabin, cm bng gi ngoi, s x lý tớn hiu
t cỏc thit b iu khin riờng l ca cỏc cm ú nh: LED hi
n th tng, mi
tờn bỏo, ốn bỏo, sau ú mó húa truyn qua mng n vi x lý trung tõm. Cỏc
tớn hiu cn an ton cao s ni qua trung gian cm ny truyn trc tip v vi x
lý trung tõm.
Mt s card vi x lý trung tõm v tin x lý nh nh chp di õy

14

Hình 2-3:
Bộ VXL cho thang máy của hãng Thyssen Krupp – CHLB Đức

Hình 2-4:
Bộ VXL cho thang máy của hãng Thyssen Krupp – CHLB Đức


15

Hình 2-5:
Bộ VXL cho thang máy của hãng Thyssen Krupp – CHLB Đức

Đặc trưng của hệ thống điều khiển thang máy của hãng Thyssen Krupp-
CHLB Đức
- Bộ điều khiển thang máy Thyssen được thiết kế theo dạng môđun và sử dụng
các phần mềm để tự động hoá việc điều khiển hệ thống môđun. Mỗi một
phần mềm làm việc như một hệ thống phụ v
ới các phần mềm khác để điều
khiển tất cả các chức năng của thang máy một cách có hiệu quả. Ngoài ra bộ
điều khiển này còn được trang bị các phần mềm có chức năng kiểm soát cả
cụm. Hệ thống điều khiển này có độ tin cậy cao, linh hoạt và có chất lượng
vận chuyển, độ an toàn cao nhờ việc xử lý nhanh, chính xác thông tin về giao
thông và hoạt động của thang máy.
-
Các nút bấm phẳng, có độ ma sát ở bề mặt của bảng điều khiển và thiết bị
cửa tầng tạo điều kiện sử dụng dễ dàng. Mặt khác, thang có hệ thống báo các
lỗi thang tại các tầng mà không hãng nào có được giúp cho chủ đầu tư và
nhân viên bảo trì dễ dàng phát hiện ra lỗi rút ngắn thời gian khắc phục sự cố.
Con số tầng và các mũi tên lên và xuống được chiế
u sáng mầu đỏ trên bảng
chỉ báo đẹp và rõ ràng.
- Bộ điều khiển truyền động của thang kiểu VVVF (biến đổi tần số-điện áp) do
vậy thang máy điều khiển chính xác tốc độ của mô tơ để tạo ra sự di chuyển

êm, nhậy và dừng tầng cực kỳ chính xác. Bộ điều khiển của thang máy
Thyssen kết hợp công nghệ vi điện tử
phức tạp và công nghệ động cơ thang
máy nên có nhiều lợi thế trội so với các bộ điều khiển thông thường. Bộ điều
khiển được lập trình để tính toán đường cong tốc độ từ tầng này đến tầng kia,
trong quá trình làm việc nó liên tục điều chỉnh tần số và điện áp của nguồn

16
in vo do ú nú ỏp ng c cỏc yờu cu v cỏc iu kin ti trng khỏc
nhau ca h thng thang mỏy trờn c s thi gian thc t.
- B iu khin s dng phng thc PWM l ct lừi ca b iu khin ACVF
m bo vic di chuyn ca thang mỏy c ờm hn. Phng thc ny lm
cho nú cú th kim soỏt ng thi dũng i
n xoay chiu v tn s cung cp
cho ng c do vy m bo vic vn hnh thang mỏy tuõn th cht ch
ng cong tc lý tng ó c tớnh toỏn. Phng thc PWM m bo
vic di chuyn lờn xung ờm ỏi v thi gian/s ln lờn xung ớt nht dự s
ngi i trờn thang thay i.
- B vi x lý trung tõm cú kh nng x lý cao giỳp cho h thng thang mỏy
hot ng cú hiu qu
v t c hiu sut hot ng cao thụng qua cỏc
phn mm x lý cú kh nng kt hp vi x lý vi b o bin tn. B vi x
lý cú kh nng kim soỏt cỏc tn s khỏc nhau t 0 n tn s ng ký, nõng
h s cụng sut, gim thiu cụng sut phn khỏng, gim s to nhit v vỡ
vy tng hiu sut hot
ng ca thang.
- B x lý d liu lm cho thang mỏy cú kh nng tỡm kim v trớ chớnh xỏc
trong sut hnh trỡnh di chuyn. B x lý ny cng kim soỏt tc thang
mỏy nhm m bo cht lng di chuyn ti a trong thi gian di chuyn
ngn nht cú th do vy thi gian di chuyn gia cỏc tng c gim xung

mc ti thiu. B x lý d liu cng ki
m soỏt tc thang mỏy do ú to ra
cht lng di chuyn cao nht trong thi gian ngn nht. B x lý ny nõng
cao chớnh xỏc khi dng tng.
- B chuyn i tc cao c ci trong b o in s nõng tn s chuyn
lờn mc nghe c v h thp mc ting n thang mỏy, cỏc phn lc ln s
c loi b to ra s vn hnh ờm ỏi.

iii. Khảo sát hệ thống điều khiển thang máy của hãng Mitsubishi
và Shanghai Mitsubishi Nhật bản
Thang mỏy ca hóng ny c s dng tng i nhiu trờn th trng nc
ta do h thng iu khin v mu mó ca thang rt thõn thin vi ngi Vit
nam v rt d dng s dng.
H thng iu khin v cu hỡnh ging vi nhiu hóng thang mỏy ln ang
s dng v c phỏt trin trờn h vi x lý tc cao CPU dual-core 32 bit,
mng
iu khin k thut s CANBUS. H iu khin cú cỏc tớnh nng c bn
nh sau:
- H iu khin bng h bin i tn s (VVVF) t ng hon ton x lý tớn
hiu gi tng theo trỡnh t u tiờn chiu ang hot ng.
- X lý tớn hiu bng vi x lý (Micro Process) ng dng trớ tu thụng minh
(Interligence) trong chuyn ng thang.
-
B ghi nh lu gi ton b tớn hiu gi tng theo hai chiu lờn xung.
Cỏc chc nng c bn ca h thng iu khin nh sau:
+ T ng hy b lnh tha trong phũng thang (CCC)
+ Dng tng an ton (SFL)
+ Dng tng k tip (NXL)
+ Thit b bỏo quỏ ti (OLH)

17
+ Phục vụ độc lập (IND)
+ Tự động điều chỉnh tốc độ cửa (DSAC)
+ Tự động điều chỉnh thời gian mở cửa (DOT)
+ Mở cửa bằng nút gọi thang (ROHB)
+ Đóng cửa cưỡng bức (KNDG)
+ Bộ phận bảo vệ cửa khi bị kẹt (DLD)

Hình 2-6:
Bộ vi xử lý trung tâm cho thang máy của hãng Mitsubishi – Nhật bản


Hình 2-7:
Bộ vi xử lý trung tâm cho thang máy của hãng Mitsubishi – Nhật bản

18

c trng ca h thng iu khin thang mỏy ca hóng Mitsubishi-Nht bn
- H thng iu khin hot ng c thit k vi kh nng an ton tin cy
cao, kh nng ỏp ng lnh gi linh hot, dung lng lnh gi phc v cao
vi nhiu ch hot ng thụng minh.
- H thng
iu khin dn ng ca s dng loi bin i in ỏptn s
(VVVF) lm cho ca úng m nhanh v ờm ỏi, kt hp vi mch iu khin
DRF, cú th t ng iu chnh thi gian úng m ca, nõng hiu qu hot
ng ca thang mỏy.
- iu khin ng c: s dng i
u khin tc vụ cp, bng h thng bin
i tn s v in ỏp (VVVF) lm tit kim in nng, dng tng chớnh xỏc,
ờm ỏi, an ton, thoi mỏi cho c ngi thiu nng.

- B iu khin thang mỏy tớch hp y nhng tin b cụng ngh mi nht
nh: b gim õm PWM, b bin i in ỏp v t
n s (VVVF), b tớch hp
ngun (IPU), em li s hot ng rt chớnh xỏc v nh nhng ca mỏy
kộo.
- H thng iu khin ca trc tip cũn giỳp ca m ra/úng vo ờm ru v nh
nhng ngoi ra h thng cũn trang b chớp hiu sut cao tng cng s nhy
cm ca ca thang mỏy m bo hot ng ca ca phự hp vi cỏc iu
kin c th mi tng.
- Thang mỏy ca hóng Mitsubishi ni ting th gii v s thoi mỏi, an ton,
v hiu qu, cht lng ca thang mỏy khụng ngng c ci tin. Nhng
tớnh nng vt tri ca thang l:
Tit kim nng lng v khụng gian
C ch truyn ti hiu qu cao
C ch hot
ng hi ho vi mụi trng thiờn nhiờn
Vn hnh ờm ỏi v thoi mỏi
Ca m nh nhng
Thit k hon ho
a khỏch hng lờn/xung an ton
An ton ngay c trong trng hp khn cp
tin cy cao
iv. Những kết quả rút ra từ việc khảo sát hệ thống điều khiển
thang máy của các hãng chế tạo thang máy làm cơ sở cho việc
thiết kế sau này
- H thng iu khin thang mỏy ca cỏc hóng ln trờn th gii hin nay nh:
Otis, Thyssen, Mitsubishi, u c lp trỡnh trờn vi x lý 32 bit do vy
chỳng gii quyt c rt nhiu bi toỏn trong thang mỏy to ra b iu
khin hon thin ỏp ng nhu cu khỏch hng.
- Thit b iu chnh tc v card vi x lý trung tõm c kt ni theo bớ

quyt riờng ca tng hóng v u l thi
t b ch to ng b ca hóng. õy
chớnh l chỡa khúa cỏc hóng gi bớ quyt cụng ngh v to ra nhng tớnh
nng c trng riờng cho cỏc thang mỏy ca mỡnh.

19
- Việc kết nối từ tủ điều khiển trung tâm (card vi xử lý trung tâm) và các thiết
bị bên ngoài như: bảng gọi trong cabin, bảng gọi tầng, card xử lý cabin,
thông qua mạng, trực tiếp hoặc kết hợp cả hai (phương pháp này các hãng
thường sử dụng nhất hiện nay) để đảm bảo sự hoạt động ổn định của thang
máy.
- Đối với những thang máy thấp tầng (dưới 15 t
ầng) và tốc độ thấp (1.0 m/s
hoặc 1.5 m/s) việc giải quyết các bài toán điều khiển thang máy không quá
phức tạp do vậy vi xử lý cho hệ điều khiển các thang máy này chỉ cần ở mức
độ vừa phải mà trong nước ta hiện nay có thể nghiên cứu và nắm bắt được.
- Việc nghiên cứu phát triển vi xử lý chủ yếu tập trung đầu tư nghiên cứu và
ứng dụng ở các nước công nghiệp phát tri
ển do vậy những vi xử lý thế hệ
mới chưa được đầu tư nghiên cứu ỏ nước ta. Với khả năng nghiên cứu và
công nghệ sản xuất trong nước ta hiện nay chúng ta chỉ có thể thiết kế, chế
tạo hệ thống điều khiển thang máy sử dụng vi xử lý để giải quyết các bài
toán cơ bản của thang máy (8 bit hoặc 16 bit) chứ chưa có khả năng thiế
t kế,
chế tạo hệ thống điều khiển sử dụng vi xử lý tới 32 bit như các thang máy
nhập ngoại hiện nay.
- Khả năng công nghệ thiết kế, chế tạo thiết bị điều khiển cho thang máy trong
nước ta ở mức độ tích hợp thiết bị trên cơ sở các hãng chế tạo thiết bị chuyên
dụng của nước ngoài và trong nước chỉ chế
tạo một phần.

- Với khả năng tiếp cận những khoa học công nghệ mới trong nước ta hiện
nay, các nhà khoa học trong nước có khả năng xây dựng hệ thống điều khiển
thang máy sử dụng vi xử lý trên cơ sở tích hợp thiết bị của các hãng chế tạo
thiết bị chuyên dụng và trong nước chế tạo một phần hoàn toàn có khả năng
đáp ứng
được đối với những thang thấp tầng, tốc độ thấp tương đương với
thang máy nhập ngoại.












20
Phần III
tính toán lựa chọn thiết bị điều khiển, thiết kế kỹ
thuật, thiết kế chế tạo, lựa chọn thiết bị vi xử lý

I. các nguyên tắc điều khiển thang máy

H thng iu khin cỏc thang mỏy bao gm cỏc khi c bn nh sau:











Hỡnh 3-2:
S khi h thng iu khin thang mỏy
Thang mỏy bao gm 02 ch hot ng:
- Ch bng tay: c s dng trong vic vn hnh ban u, hiu chnh,
kim tra nh k v sa cha
- Ch t ng: l ch hot ng thng xuyờn ca thang trong iu kin

lm vic bỡnh thng.
Thang mỏy l thi
t b vn chuyn con
ngi v hng húa (ch yu l con ngi) t
tng ny n tng khỏc trong to nh, nú
bao gm cỏc thit b chớnh nh sau:
- Cabin: dựng cha ngi v hng húa
- Mỏy kộo: l thit b chớnh to sc
nõng cabin n cỏc tng cn thit trong
to nh
- Ca tng: l ni di chuyn con ngi
v hng húa t cabin ra cỏc tng
- H thng dn hng, bo v
v cỏc thit
b ph tr khỏc: dn hng cho cabin
v bo v cabin trong quỏ trỡnh di
chuyn
Hỡnh 3-1: S thit b ca thang mỏy

Mỏy kộo
T iu khin
H thng
dn hng
Cabin
Ca tng
Thit b
ỏy h


B IU

KHIN
TRUNG TM
B IU CHNH
TC

ng c
mỏy kộo
B THU NHN
TN HIU V
IU CHNH
TC
ng c m
ca cabin
Nỳt n gi tng
hoc nỳt gi
trong cabin
Cỏc senso,
cụng tc hnh
trỡnh bỏo v trớ
Bỏo v trớ tng, ch
hot ng (hin
th, ốn bỏo)

21
Nguyờn tc hot ng ca thang nh sau: Khi thang mỏy nhn c lnh gi t
cỏc nỳt gi tng hoc bng iu khin trong cabin a v b iu khin trung
tõm x lý v chuyn tớn hiu iu khin cho ng c mỏy kộo v ng c m
ca cabin thụng qua b iu chnh tc v cỏc tớn hiu bỏo (hin th, ốn bỏo)
thụng bỏo cho ngi v
n hnh.

Vic nõng cao cht lng ca thang mỏy núi chung v h thng iu khin thang
mỏy núi riờng ch yu vic tp trung nõng cao cht lng cỏc khõu chớnh
nh sau:
- B iu khin trung tõm: õy l u nóo ca thang mỏy v l linh hn
quyt nh cht lng ca ton b thang mỏy m hin nay cỏc hóng thang
mỏy u tp trung nghiờn cu v gi bớ quyt cụng ngh ca mỡnh b iu
khi
n ny. Trong thang mỏy cú rt nhiu bi toỏn n nay vn cũn tip tc
cn nghiờn cu h thng hot ng chớnh xỏc v an ton
- B iu chnh tc : nhm n nh tc theo giỏ tr t trc trong quỏ
trỡnh vn hnh theo s iu khin ca b iu khin trung tõm. Vic nghiờn
cu nõng cao cht lng b iu chnh tc
tng tc thang v khi
ng, dng ờm.
- Kt ni tớn hiu: nõng cao cht lng kt ni tớn hiu t b iu khin trung
tõm n cỏc thit b chp hnh nhm gim thiu ti a dõy kt ni m vn
m bo n nh, chớnh xỏc ca tớn hiu. Ngy nay cỏc hóng ang tp trung
nghiờn cu v s dng mng cụng nghip cho vic kt ni ny.

II. tính toán, lựa chọn, thiết kế thiết bị điều khiển cho thang máy :
Thit b iu khin trong thang mỏy l thit b trung gian nhn hoc
chuyn tớn hiu t b vi x lý trung tõm n c cu chp hnh. Cỏc thit b iu
khin cho thang mỏy bao gm:
Cỏc thit b iu khin ti t in:
Cỏc thit b ny ch yu l cỏc thit b úng ct nh: aptomat, khi ng t,
r le trung gian,
cung cp ngun in cho ng c nõng h chớnh, cỏc
thit b ny c chn ca cỏc hóng ni ting nh: Mitsubishi, Fuji Nht
Bn, Siemens, schneider CHLB c, m bo s hot ng n nh
v tin cy ca thang.

Thit b iu chnh tc (bin tn) bao gm bin tn cho ng c nõng h
(mỏy kộo) v cho ng c m ca cabin.
õy l cỏc thit b chuyờn dng
iu khin tc vụ cp cho quỏ trỡnh khi ng v dng tng ờm, thit b
iu khin tc ny phi m bo hot ng rt tin cy, n nh v l yu
t rt quan trng nh hng n cht lng ca thang. c bit cỏc bin tn
ny phi iu khin theo ch mụmen khụng i v ch hóm c bit.
i vi cỏc hóng thang mỏy ln nh: Otits, Mitsubishi, ThyssenKrupp, u
ch to cỏc bin tn chuyờn dng v kt ni mng vi vi x lý nhm gi bớ
quyt cụng ngh ca mỡnh.

22
Cỏc hóng thang mỏy trung bỡnh thng s dng cỏc b bin tn ca cỏc hóng
ch to bin tn chuyờn nghip. Cỏc hóng ny ó ch to cỏc dũng bin tn
chuyờn dng cho thang mỏy nh: hóng schneider cú dũng bin tn Altivar 71,
Fuji cú dũng bin tn Fujilift,

S nguyờn lý h thng iu khin c th hin ti ph lc kốm theo

III. tính toán lựa chọn và thiết kế thiết bị vi xử lý cho thang máy :
III.1.
Tớnh toỏn, la chn thit b vi x lý
Trờn th trng hin nay cú rt nhiu cỏc dũng chip vi x lý ca nhiu hóng
khỏc nhau. Trong ú phi k n nh h 8051 ca Intel (hóng Atmel l nh sn
xut th cp), h vi x lý PSoc ca Cypress, h vi x lý PIC ca MicroChip, h
AVR ca Atmel, h ARM ca Phillip, Trong cỏc dũng vi x lý trờn, mi dũng
cú u v nhc im riờng ca nú.
Dũng PSoc (P
rogramable System on chip) ca Cypress cú u im l phn ln
cỏc trỡnh iu khin thit b ngoi vi thụng dng u c tớch hp trong con
chip ca h ny (cú th k n nh: tớch hp ADC, iu khin LCD,). Tuy
nhiờn kh nng khai thỏc dũng thit b trong nc ta hin nay cha khai thỏc ht
tớnh nng ca dũng ny nờn vic s dng dũng chip ny ch yu vi nhng ng
dng n gin
ũi hi thit k mch nh gn. Trong quỏ trỡnh khai thỏc dũng vi
x lý ny cũn gp nhiu khú khn trong vic m rng cỏc u vo/ra.
Dũng vi x lý PIC ca MicroChip v dũng AVR ca Atmel cng khỏ tng
ng v chc nng nhng trờn thc t cỏc dũng ny cng ớt c phỏt trin do
cỏc cụng c h tr khụng phong phỳ, cu trỳc cũn phc tp cha phự hp vi
iu kin ca Vit Nam.
Dũng vi x lý ARM ca Phillip mi xut hin nh
ng nm gn õy trờn th
trng Vit Nam nhng ó t ra cú u th v nhiu mt. Tc x lý nhanh,
phn cng h tr a dng, c tớch hp nhiu chc nng. Tuy nhiờn do mi
Sau khi nghiờn cu k yờu cu k thut, v
kh nng cụng ngh v cht lng thit b ti
Vit Nam nhúm ti chn bin t

n cho thang
mỏy ca hóng Fuji hoc Mitsubishi Nht bn
l phự hp vi iu kin ca nc ta. Cỏc bin
tn ny thng chn cụng sut ln hn ng
c 1 cp m bo hot ng n nh, an
ton nh: ng c 5,5 kW chn bin tn 7,5
kW
Cỏc thit b iu khin bờn ngoi:
Bao gm cỏc thit b bỏo an ton nh: b quỏ
t
c , mnh ỏnh sỏng, c chn t cỏc
hóng cung cp thit b chuyờn dng cho thang
mỏy



Hỡnh 3-3: Bin tn ca hóng
Fuji cho thang mỏy

23
xuất hiện nên giá thành của dòng vi xử lý này còn khá đắt và hiếm. Hơn nữa do
hoạt động ở điện áp 3,3V nên dòng chíp này thích hợp với những ứng dụng
mang tính xử lý tín hiệu hơn là điều khiển trong môi trường công nghiệp. Ứng
dụng hay thấy ở dòng này là các mạch điều khiển USB, các mạch đọc bộ nhớ
flash, xử lý âm thanh.
Đối với dòng 8051 của Atmel, đây là dòng chip rất phổ biến trên thị tr
ường
Việt Nam do có ưu điểm là giá thành phải chăng, dễ mua, chức năng khá phong
phú, khả năng mở rộng rất cao, các công cụ hỗ trợ có sẵn (ví dụ như trình biên
dịch, phầm mềm mô phỏng, phần mềm nạp code và tool nạp code, các tài liệu

kỹ thuật phong phú)
Dựa trên yêu cầu của đề tài và dựa trên kết quả thu thập được trong quá trình
khảo sát các thang máy trong nước và nước ngoài sản xuất. Nhóm thực hiệ
n đề
tài đã quyết định chọn chip vi xử lý AT89C55WD của hãng Atmel (Mỹ) để làm
chip xử lý trung tâm cho card điều khiển. Chip AT89C55WD là dòng chip phổ
biến của hãng Atmel tương thích hoàn toàn theo tập lệnh của họ 8051 của hãng
Intel.












Sau khi đã lựa chọn và tính toán thiết kế, chip AT89C55WD hoàn toàn có
khả năng điều khiển được thang máy với tòa nhà 8 tầng (có thể mở rộng đến 16
tầng)
III.2. Thiết kế tổng thể của card vi xử lý
Card vi xử lý được xây dựng trên nền chip AT89C55WD. Card được thiết kế
đảm bảo đầy đủ các yêu cầu cơ bản cho thang máy chở người. Nhiệm vụ thiết kế
của card như sau:
Nhận và xử lý các lệnh gọi tầng
Điều khiển động cơ nâng hạ cabin thông qua biến tần chuyên dụng
Điều khiển đóng mở cửa cabin

Giám sát và
điều khiển quá trình hoạt động của thang. Bất kỳ một lỗi nào
phát sinh trong quá trình vận hành, hệ thống sẽ tự động dừng thang và
phát tín hiệu cảnh báo.
Một số đặc tính của chip 89C55WD:
Bộ nhớ chương trình 20KB ROM
FLASH
Bộ nhớ dữ liệu 256 Bytes RAM
(Đã mở rộng lên 8KB RAM)
Xung nhịp hoạt động tối đa 33
MHz
Có 32 chân vào/ra (4 cổng P0, P1,
P2, P3)
Hỗ trợ tối đa mở rộng bộ nhớ và
mở rộng các đầu vào ra
Có 3 bộ timer/counter 16 bits


Hình 3-4:
Chip 89C55WD của hãng Atmel

24
Hiển thị tầng bằng LED ma trận, hiển thị chiều đang di chuyển của cabin

Hình 3-5:
Sơ đồ khối card vi xử lý của thang máy
Các khối cơ bản trong card gồm:
Khối CPU
Khối đầu vào
Khối đầu ra
Khối giải mã và hiển thị tầng
Khối xử lý nút bấm gọi tầng và đèn nhớ
III.2.1. Khối CPU

Hình 3-6:
Sơ đồ khối CPU
Khối đầu ra
(12 đầu ra)
Khối
giải
mã và
hiển
thị
tầng
Cổng
truyền
thông
RS232
Khối đầu vào
(
32 đầu vào
)
Encoder
(Bộ đếm
16 bít)
Khối xử
lý nút
bấm và
đèn nhớ
(6 điểm
dừng)

CPU
AT89C55WD

MPU
AT89C55WD
RS232/485
Nguồn
ROM
RAM
BUS
ghép
nối
ngoại
vi
Giải mã
địa chỉ
Đếm xung
16 bit

25

- Đặc tính của khối: MPU AT89C55WD 12MHz, 20KB Flash, 8 KB RAM,
giao tiếp RS232.
- Chức năng: Đây là khối xử lý trung tâm của bộ điều khiển, thực hiện thuật
toán điều khiển thang máy theo đúng thiết kế. Khối này được kết nối với các
khối khác thông qua bus ghép nối
III.2.2. Khối đầu vào.

Hình 3-7:
Sơ đồ khối đầu vào
- Đặc tính: 32 đầu vào cách ly quang
- Chức năng: Khối đầu vào đọc tín hiệu phản hồi từ thang máy. Bao gồm các
tín hiệu an toàn, các tín hiệu báo quá tải, các tín hiệu báo đóng/mở cửa, các
tín hiệu móng ngựa, kẹt cửa thang, tín hiệu chọn chế độ hoạt động (chế độ
chạy tự động và chế độ chạy kiểm tra)
III.2.3. Khối đầu ra






Hình 3-8:
Sơ đồ khối đầu ra
- Đặc tính: ghép nối cho các đầu ra digital (12 đầu ra), kiểu rơ le 24V.
- Chức năng: Khối đầu ra xuất các tín hiệu điều khiển thang. Bao gồm các tín
hiệu điều khiển động cơ chính (chạy lên, chạy xuống), tín hiệu đóng/mở cửa
cabin, tín hiệu cảnh báo quá tải, tín hiệu điều khiển phanh, tín hiệu chọn tốc
độ, tín hiệu đi
ều khiển đèn và quạt.
III.2.4. Khối giải mã và hiển thị tầng

Hình 3-9:
Sơ đồ khối giải mã và hiển thị tầng
Opto, buffer
BUS ghép nối
Digital Inputs
Latch
,
O
p
to
BUS ghép nối
Digital Outputs

BUS
ghép
nối
Giải
mã
hiển
thị
tầng
Hiển thị LED
ma trận hoặc
LED 7 vạch