Thiết kế thi công mô hình thang máy 4 tầng sử dụng plc s7 1200 đồ án tốt nghiệp
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.83 MB, 80 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành Cho Cán Bộ Hướng Dẫn)
----Họ và tên SV: ĐẶNG ĐẠI NHÂN
TRƯƠNG QUANG THÔNG
Mã số SV: 17020043
Mã số SV: 17020036
Lớp: 20DT01
Ngành: Kỹ thuật Điện – Điện tử
Tên đề tài: THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY 4 TẦNG SỬ DỤNG PLC S71200
Người hướng dẫn : Th.S HỒ THANH TUẤN
1. Nội dung của đồ án
a. Nhận xét về hình thức cuốn báo cáo :
Số trang
64
Số chương
05
Số bảng số liệu
02
Số hình ảnh
38
Số tài liệu tham khảo
04
Sản phẩm
01
b. Nhận xét về nội dung (kiến thức, phương pháp mà sinh viên đã tìm hiểu, nghiên
cứu nhận xét ưu điểm và hạn chế)
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
2. Ý nghĩa của đồ án
.........................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
I
3. Nhận xét đồ án (nhận xét về kiến thức, phương pháp mà sinh viên đã tìm hiểu, nghiên
cứu, về việc xây dựng ứng dụng demo, về thái độ, ưu điểm, hạn chế của từng sinh viên tham
gia).
a. Ưu điểm:
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
b. Hạn chế:
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
4. Đề xuất, đánh giá
Đủ tiêu chuẩn bảo vệ
Chưa đủ tiêu chuẩn bảo vệ
5. Đánh giá chung:
Điểm tối đa
Điểm
NỘI DUNG
10
1. Hướng nghiên cứu (cách tiếp cận đề tài, quá trình thực hiện và
phương pháp nghiên cứu điều tra, khảo sát)
2. Nội dung trình bày từ hướng nghiên cứu (đặt vấn đề, giải quyết vấn
đề)
3. Sự phù hợp của phương pháp (giá trị khoa học, thực tiển của kết quả
nghiên cứu)
4. Phạm vi phân tích (tính mới, tính sáng tạo, độc đáo của đề tài)
5. Kết quả đạt được và kiến nghị (kết quả nghiên cứu, tóm tắt, kiến nghị
của đề tài)
6. Hình thức (định dạng, cấu trúc, nội dung, mục lục và tài liệu tham
khảo)
1.5
1.0
3.0
2.0
1.0
1.5
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
II
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho Cán Bộ Phản Biện)
-----
Họ và tên SV: ĐẶNG ĐẠI NHÂN
TRƯƠNG QUANG THÔNG
Mã số SV: 17020043
Mã số SV: 17020036
Lớp: 20DT01
Ngành: Kỹ thuật Điện – Điện tử
Tên đề tài: : THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY 4 TẦNG SỬ DỤNG PLC S71200
Người phản biện (tên đầy đủ):
1. Nội dung của đồ án
c. Nhận xét về hình thức cuốn báo cáo :
Số trang
________
Số chương
_________
Số bảng số liệu
________
Số hình vẽ
_________
Số tài liệu tham khảo
________
Sản phẩm
_________
d. Nhận xét về nội dung (kiến thức, phương pháp mà sinh viên đã tìm hiểu, nghiên
cứu nhận xét ưu điểm và hạn chế)
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
2. Ý nghĩa của đồ án
.........................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
III
3. Nhận xét đồ án (nhận xét về kiến thức, phương pháp mà sinh viên đã tìm hiểu,
nghiên cứu, về việc xây dựng ứng dụng demo, về thái độ, ưu điểm, hạn chế của
từng sinh viên tham gia).
a. Ưu điểm:
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
b. Hạn chế:
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
4. Đề xuất, đánh giá
Đủ tiêu chuẩn bảo vệ
Chưa đủ tiêu chuẩn bảo vệ
5. Câu hỏi (phản biện đặt 02 câu hỏi):
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
IV
Đánh giá chung:
Điểm tối đa
Điểm
NỘI DUNG
10
1. Hướng nghiên cứu (cách tiếp cận đề tài, quá trình thực hiện và
phương pháp nghiên cứu điều tra, khảo sát)
2. Nội dung trình bày từ hướng nghiên cứu (đặt vấn đề, giải quyết vấn
đề)
3. Sự phù hợp của phương pháp (giá trị khoa học, thực tiển của kết
quả nghiên cứu)
1.5
1.0
3.0
2.0
4. Phạm vi phân tích (tính mới, tính sáng tạo, độc đáo của đề tài)
5. Kết quả đạt được và kiến nghị (kết quả nghiên cứu, tóm tắt, kiến
nghị của đề tài)
6. Hình thức (định dạng, cấu trúc, nội dung, mục lục và tài liệu tham
khảo)
1.0
1.5
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
V
LỜI CẢM ƠN
Kính thưa:
-
Ban giám hiệu trường Đại Học Bình Dương.
Thầy cô khoa Điện – Điện tử.
Lời đầu tiên, cho phép em được gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu
Trường Đại học Bình Dương cùng với quý Thầy/Cô trong khoa Điện-Điện tử đã
truyền đạt cho em những kiến thức vơ cùng bổ ích, tận tình chỉ dạy, giúp đỡ em
trong quá trình học tập rèn luyện và hồn thiện đồ án. Đó là nền tảng cơ bản và
quan trọng nhất, là hành trang quý giá để em hoàn thành đồ và tự tin bước tiếp vào
con đường sắp tới.
Em xin gửi lời cảm ơn thầy Th.s Nguyễn Thanh Tuấn đã tạo điều kiện và cho
phép em được thực hiện đồ án tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn
Thanh Tuấn đã tận tâm chỉ bảo hướng dẫn em qua từng buổi học, từng buổi nói
chuyện, thảo luận nguyên cứu về đề tài. Nhờ có những lời hướng dẫn, dạy bảo đó,
đồ án này của em đã hồn thành một cách tốt nhất.
Cảm ơn gia đình, bạn bè và người thân đã động viên chia sẻ về mặt vật chất cũng
như tinh thần tạo động lực để em thực hiện đồ tài này.
Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, do còn hạn chế về kiến thức cũng như
kỹ năng thực tế nên chuyên đề cịn nhiều thiếu sót. Em kính mong thầy cơ và bạn bè
có những ý kiến đóng góp quý báu để kiến thức trong lĩnh vực được hoàn thiện hơn.
Sau cùng, em xin kính chúc q thầy cơ trong khoa Điện – Điện tử thật dồi dào
sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực hiện sứ mệnh tốt đẹp của mình và truyền đạt
kiến thực cho thế hệ mai sau.
Nhóm em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên thực hiện
VI
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT
TÊN ĐỀ TÀI: : THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY 4 TẦNG SỬ DỤNG
PLC S7-1200
Cán bộ hướng dẫn (CBHD): Th.S Hồ Thanh Tuấn
Thời gian thực hiện: Từ ngày………………..đến ngày……………
Sinh viên thực hiện:
ĐẶNG ĐẠI NHÂN.
– MSSV: 17020043
TRƯƠNG QUANG THÔNG
– MSSV: 17020036
Nội dung đề tài: (Mô tả chi tiết lý do, mục tiêu, phạm vi, ý nghĩa, đối tượng, phương pháp thực
hiện, kết quả mong đợi của đề tài)
Lý do chọn đề tài:
-
-
-
-
-
-
Tự động hóa ngày càng đóng vai trị quan trọng trong đời sống công nghiệp. Ngày này
nghành tự động đã phát triển với trình độ rất cao nhờ những tiến bộ của lý thuyết điều
khiển tự động, PLC, vi điều khiển,… , mỗi loại đều có những đặc thù riêng.
Sự bùng nổ của tiến bộ, khoa học kỹ thuật, nhất là lĩnh vực điện- điện tử. Cùng với nhịp
độ phát triền của nhân loại, con người đã ngày càng có nhu cầu hơn, mỗi thứ đều phải
tiện nghi, phương tiện đi lại dễ dàng nhanh chóng và thang máy là phương tiện đi lại khá
phổ biến đã được tồn tại từ nhiều năm nay và là một công cụ không thể thiếu trong cuộc
sống hiện đại.
Những năm gần đây tốc độ xây dựng tăng cao, đặc biệt là nhà cao tầng đã và đang tăng
nhanh trong cả nước. Trong tình hình xã hội và kinh tế của đất nước ta hiện nay, việc
xây dựng nhà cao tầng là một việc tất yếu nhằm phục vụ cho các mục tiêu: Xây dựng
trung tâm thương mại, Cao ốc văn phòng, khách sạn, chung cư,… .
Sự gia tăng số lượng nhà cao tầng này gắn liền với việc sử dụng thang máy nhằm đáp
ứng tiện nghi sử dụng và theo đúng quy định, các nhà cao tầng từ 6 tầng trở lên hay cao
từ 14 m thì phải đặt thang máy. Như vậy nhu cầu sử dụng thang máy hiện nay đang là rất
lớn.
Do đó chúng em tìm hiểu và thiết kế một hệ thống thang máy có khả năng chở người
cũng như hàng hóa để phục vụ cuộc sống hiện đại, ngày càng yêu cầu cao và vận hành
tinh cậy, nhanh chóng và an toàn bên cạnh các yêu cầu về thẩm mĩ. Động cơ không đồng
bộ được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thay cho các động cơ khác vì nó có nhiều ưu
điểm như khởi động đơn giản, vận hành tin cậy và kích thước gọn nhẹ. Cơng nghệ PLC
được ứng dụng trong điều khiển thang máy ngày càng được sử dụng rộng rãi do dễ lập
lập trình.
Trong quá trình tìm hiểu với trình độ cịn non trẻ về kiến thức và thời gian có hạn nên đồ
án của chúng em khơng tránh những thiếu sót do đó chúng em mong muốn được hướng
dẫn thêm và đóng góp ý kiến của thầy Ths. Hồ Thanh Tuấn.
Mục tiêu của đề tài:
-
Nghiên cứu, tìm hiểu plc s7 1200, nâng cao kiến thức, nghiên cứu nguyên lý hoạt động
VII
-
thang máy.
Vận hành và cho ra sản phẩm.
Phạm vi nghiên cứu:
-
Thiết kế hệ thống thang máy 4 tầng sử dụng PLC S7 1200.
Ý nghĩa của đề tài:
-
Nghiên cứu và chế tạo được mơ hình thang máy .
Hiểu được ngun lý làm việc của thang máy cũng như cách vận hành hệ thống thang
máy, và tạo ra mơ hình chạy thử nghiệm.
Đối tượng nghiên cứu:
-
Tìm hiểu thang máy 4 tầng.
Phần mềm Tia portal V15
Giới thiệu, tìm hiểu về các lệnh timer, cơng tắc hành trình.
Đèn hiển thị số
Nút điều khiển ở các tầng
Báo cháy, có chng thơng báo sự cố, dừng khẩn cấp
Khi đóng cửa gặp vật cản sẽ tự mở cửa thơng qua cảm biến
Kết nối máy tính.
Phương pháp thực hiện:
-
Nghiên cứu lý thuyết.
Lựa chọn chất liệu làm khung thang máy.
Thết kế khung cơ khí và một số bộ phận của thang máy.
Lựa chọn động cơ làm việc và các linh kiện cho máy.
Cài đặt phần mềm Tia portal V15 trên máy tính và kết nối.
Tiến hành vận hành và chỉnh sửa cài đặt lại thơng số máy cho chính xác.
Kết quả mong đợi:
-
Hệ thống thang máy hoạt động ổn định.
Kế hoạch thực hiện: (Mô tả kế hoạch làm việc và phân công công việc cho từng sinh
viên tham gia)
Tuần
1
Thời gian
18/07/2022
–
24/07/2022
Nội dung
thực hiện
Người thực
hiện
Đặng Đại Nhân
Gặp GVHD
- Trương Quang
liên hệ đề tài
Thông
Kết quả
Ghi chú
Được
GVHD
hướng dẫn
và phát triển
đề tài
VIII
25/07/2022
–
31/07/2022
Viết đề
cương chi
tiết
Trương Quang
Thông
GVHD
chỉnh sửa và
yêu cầu
chỉnh sửa
01/08/2022
–
07/08/2022
Lựa chọn
vật liệu và
thiết kế
khung cơ
khí của
thang máy
Đặng Đại Nhân
Chọn được
vật liệu cần
thiết
08/08/2022
–
14/08/2022
Lựa chọn
động cơ làm
việc phù
hợp
Đặng Đại Nhân
Chọn được
động cơ đã
tính tốn
08/08/2022
Báo cáo tiến
độ với
GVHD
Đặng Đại Nhân
- Trương Quang
Thơng
GVHD góp
ý và chỉnh
sửa
Báo cáo trực
tiếp và qua
15/08/2022
–
21/08/2022
Mua thiết bị
cần thiết
Đặng Đại Nhân
- Trương Quang
Thơng
Alu, Cơng
tắc hành
trình, đèn
báo
Báo cáo trực
tiếp và qua
22/08/2022
–
28/08/2022
Tiến hành
cài đặt Tia
portal V15
và chạy thử
trên máy
tính
Đặng Đại Nhân
- Trương Quang
Thơng
Hiểu và vận
hành được
Tia portal
V15
22/08/2022
Báo cáo tiến
độ với
GVHD
Đặng Đại Nhân
- Trương Quang
Thông
GVHD góp
ý và chỉnh
sửa
Báo cáo trực
tiếp và qua
7
29/08/2022
–
04/09/2022
Tiến hành
lắp đặt và
kết nối với
máy tính
chạy thử
nghiệm
Đặng Đại Nhân
- Trương Quang
Thơng
Vận hành
được máy
và khắc
phục lỗi
Báo cáo trực
tiếp và qua
8
05/09/2022
–
Chạy thử
nghiệm
Đặng Đại Nhân
- Trương Quang
Khắc phục
lỗi
2
3
4
5
6
Nhơm định
hình
Động cơ kéo
12V, 90W.
Động cơ cabin
12VDC,13W
IX
11/09/2022
9
05/09/2022
Báo cáo tiến
độ với
GVHD
Đặng Đại Nhân
- Trương Quang
Thơng
GVHD góp
ý và chỉnh
sửa
12/09/2022
–
18/09/2022
Viết báo cáo
Trương Quang
Thơng
Hồn thiện
báo cáo
19/09/2022
–
25/09/2022
Thiết kế
phần vỏ
ngồi của
thang máy
Đặng Đại Nhân
Hoàn thiện
phần vỏ
19/09/2022
Báo cáo tiến
độ với
GVHD
Đặng Đại Nhân
- Trương Quang
Thơng
GVHD góp
ý và chỉnh
sửa
26/09/2022
–
02/10/2022
Kiểm tra các
chi tiết
thang máy
chưa hồn
thiện khắc
phục lỗi
Đặng Đại Nhân
- Trương Quang
Thơng
Hồn thiện
thang máy
26/09/2022
Báo cáo tiến
độ với
GVHD
Đặng Đại Nhân
- Trương Quang
Thơng
GVHD góp
ý và chỉnh
sửa
03/10/2022
–
09/10/2022
Viết slide
báo cáo
thuyết trình
Đặng Đại Nhân
- Trương Quang
Thơng
Hồn thiện
báo cáo
10
11
12
Thơng
Báo cáo trực
tiếp và qua
Báo cáo trực
tiếp và qua
Báo cáo trực
tiếp và qua
- Trong quá trình thực hiện có khó khăn gặp thầy hướng dẫn hàng tuần
TRƯỞNG KHOA
Bình Dương, ngày….tháng …..năm…..
(Ký tên và ghi rõ họ tên)
CB HƯỚNG DẪN
(Ký tên và ghi rõ họ tên)
X
MỤC LỤC
MỤC LỤC ............................................................................................................XI
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................. XIV
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................. XV
DANH MỤC SƠ ĐỒ.......................................................................................... XVI
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................... XVII
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................. XVIII
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY ..................................................... 1
1.1. Khái niệm chung về thang máy ............................................................... 1
1.1.1. Phân loại than máy thông dụng ............................................................ 1
1.1.2. Phân loại theo tải trọng ........................................................................ 1
1.2. Lịch sử phát triển ..................................................................................... 2
1.2.1. Lịch sử phát triển thang máy thế giới ................................................... 2
1.2.2. Lịch sử phát triển thang máy trong nước .............................................. 2
1.2.3. Thang máy trong tương lai ................................................................... 3
1.3. Cấu trúc và trang thiết bị thang máy ...................................................... 3
1.3.1. Cấu trúc tổng thể.................................................................................. 3
1.3.2. Trang thiết bị trong buồng máy ............................................................ 4
1.3.3. Thiết bị lắp đặt trong giếng thang máy ................................................. 5
1.3.4. Các thiết bị khác .................................................................................. 8
1.3.5. Thiết bị cảm biến thang máy ................................................................ 9
1.4. Phân loại thang máy ............................................................................... 11
1.4.1. Theo công dụng (TCVN 5744 – 1993) ............................................... 11
1.4.2. Phân loại theo vị trí đặt bộ tời kèo...................................................... 12
1.4.3. Phân loại theo thông số cơ bản ........................................................... 12
1.4.4. Phân loại theo hệ thống vận hành. ...................................................... 13
1.4.5. Hệ thống điện của thang máy ............................................................. 13
1.4.6. Các loại báo động: ........................................................................... 17
1.4.7. Phân loại theo hệ thống dẫn động cabin ............................................. 17
1.5. Trạng thái hoạt động của thang máy .................................................... 18
1.5.1. Thang máy hoạt động bình thường ..................................................... 18
1.5.2. Thang máy sự cố ................................................................................ 18
1.6.
Yêu cầu kỹ thuật ..................................................................................... 18
XI
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...................................................................... 19
2.1. Tổng quan về PLC ..................................................................................... 19
2.1.1. Giới thiệu chung.................................................................................... 19
2.1.2. Đặc điểm của bộ điều khiển lập trình .................................................... 19
2.1.3. Một số loại PLC hiện nay ...................................................................... 19
2.1.4. Ngơn ngữ lập trình. ............................................................................... 21
2.1.5. Cấu trúc và phương thức thực hiện chương trình PLC. .......................... 22
2.2. Giới thiệu PLC S7 1200 ............................................................................. 24
2.2.1. Tìm hiểu về PLC S7 1200 CPU 1212C ................................................. 26
2.2.2. Chức năng ............................................................................................. 27
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH.......................................... 28
3.1. Sơ đồ các khối chức năng .......................................................................... 28
3.2. Giới thiệu về các thiết bị sử dụng và thông số kỹ thuật ........................... 29
3.2.1. Bộ điều khiển ........................................................................................ 29
3.2.2. Động cơ kéo cabin thang máy ............................................................... 30
3.2.3. Động cơ kéo cửa cabin .......................................................................... 31
3.2.4. Bộ nguồn............................................................................................... 32
3.2.5. Relay trung gian .................................................................................... 33
3.2.6. Cơng tắc hành trình ............................................................................... 34
3.2.7. Nút nhấn ............................................................................................... 35
3.2.8. Đén báo ................................................................................................. 36
3.2.9. Load cell và mạch khuếch đại ............................................................... 36
3.2.10. Đèn báo số .......................................................................................... 37
3.2.11. Cảm biến từ ......................................................................................... 37
3.3. Thiết kế và thi cơng mơ hình..................................................................... 38
3.3.1. Thiết kế chi tiết ..................................................................................... 38
3.4. Thi cơng mơ hình ....................................................................................... 40
3.4.1. Thi cơng cơng phần cơ .......................................................................... 40
3.4.2. Mơ hình thang máy ............................................................................... 41
3.5. Mơ hình hồn thiện ................................................................................... 44
CHƯƠNG 4: SƠ ĐỒ THUẬT TỐN VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN. .... 45
4.1. Lưu đồ thuật toán các khối chức năng ..................................................... 45
4.2. Sơ đồ thuật toán......................................................................................... 46
4.1.1. Đưa thang máy về tầng 1 khi bắt đầu hoạt động .................................... 46
4.1.2. Sơ đồ đóng mở cửa ............................................................................... 47
4.1.3. Gọi tầng khi đang ở tầng 1 .................................................................... 48
4.1.4. Ưu tiên chọn / gọi tầng .......................................................................... 49
4.2. Quy định ngõ vào ra kết nối với PLC ....................................................... 50
4.2.1. Quy định ngõ vào, ra.......................................................................... 50
XII
4.2.2.
Sơ đồ đấu nối PLC ............................................................................. 52
4.3.
Sơ đồ nguyên lý....................................................................................... 53
4.4.
Nguyên lý hoạt động ............................................................................... 53
4.5.
Chương trình điều khiển hệ thống......................................................... 54
4.6.
Thực nghiệm ........................................................................................... 61
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................... 62
5.1.
Kết luận................................................................................................... 62
5.2.
Kiến nghị ................................................................................................. 62
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................... 63
XIII
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT
Viết tắt
Thuật ngữ Tiếng Việt
1
CTHT
Công tắc hành trình
2
ĐC
Động cơ
3
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
4
ĐB
Đèn báo
5
CB
Cảm biến
XIV
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1: Quy định ngõ vào .................................................................................... 50
Bảng 2 : Quy định ngõ ra ...................................................................................... 51
XV
DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ Đồ
Sơ Đồ
Sơ Đồ
Sơ Đồ
Sơ Đồ
Sơ Đồ
Sơ Đồ
Sơ Đồ
1: Sơ đồ các khối chức năng của toàn hệ thống .......................................... 28
2: Lưu đồ các khối chức năng .................................................................... 45
3 : Sơ đồ thuật toán khi bắt đầu .................................................................. 46
4 : Sơ đồ đóng mở cửa cabin...................................................................... 47
5 : Sơ đồ chọn gọi tầng .............................................................................. 48
6 : Sơ đồ ưu tiên gọi tầng ........................................................................... 49
7 : Sơ đồ đấu nối PLC ................................................................................ 52
8 : Sơ đồ nguyên lý .................................................................................... 53
XVI
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
Hình
2: Kết cấu cơ khí thang máy........................................................................... 4
3: Máy kéo thang máy Fufi ........................................................................... 4
4: Buồng thang máy (Cabin) .......................................................................... 5
5: Cáp tải thang máy. ..................................................................................... 6
6: Ray dẫn hướng........................................................................................... 6
7: Đối trọng thang máy. ................................................................................. 8
8 : Ngàm trượt và ngàm con lăn ..................................................................... 9
9 : Giảm chấn thang máy ............................................................................... 9
10 : Cảm biến cửa thang máy ....................................................................... 10
11 : Cảm biến dừng tầng .............................................................................. 10
12 : Cảm biến trọng lượng ........................................................................... 11
13 : PLC Hãng Siemens ............................................................................... 20
14 : PLC Schneider ...................................................................................... 20
15 : PLC hãng Mitsubishi ............................................................................ 21
16 : Sơ đồ khối PLC .................................................................................... 22
17 : PLC S7 1200......................................................................................... 24
18 : PLC S7 1200 CPU 1212C ..................................................................... 26
19 : PLC S7 1200 CPU 1212C AC/DC/RLY. .............................................. 29
20 : MODULE S7 1200 SM 1223 DC DC ................................................... 30
21 : Động cơ kéo cabin thang máy ............................................................... 31
22 : Động cơ kéo cửa cabin thang máy......................................................... 32
23 : Nguồn 12VDC 30A .............................................................................. 32
24 : Nguồn 24VDC 15A .............................................................................. 33
25 : Relay trung gian 24VDC ....................................................................... 34
26 : Cơng tắc hành trình. .............................................................................. 35
27 : Nút nhấn ............................................................................................... 35
28 : Đèn báo trạng thái ................................................................................. 36
29 : Mạch khuyết đại ................................................................................... 36
30 : Đèn báo số ............................................................................................ 37
31 : Cảm biến từ .......................................................................................... 38
32 : Bản vẽ chi tiết ....................................................................................... 38
33 : Bản vẽ đối trọng.................................................................................... 39
34 : Bản vẽ cabin ......................................................................................... 39
35 : Hoàn thiện phần khung ......................................................................... 40
36 : Cơ cấu nâng/ hạ buồng thang. ............................................................... 41
37 : Cơ cấu đóng/ mở cửa buồng thang máy. ............................................... 42
38 : Đối trọng thang máy ............................................................................. 43
39: Mơ hình hồn thành ............................................................................... 44
XVII
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, xu hướng Cơng nghiệp hóa – Hiện đại hóa đất nước, phương tiện
di chuyển là vấn đề quan tâm hàng đầu. Phương tiện di chuyển là thiết bị, máy
móc… góp phần rút ngắn thời gian di chuyển, đẩy mạnh nhanh hiệu quả công việc
giúp mang lại nhiều lợi ích. Thúc đẩy phát triển nhà cao tầng là một việc tất yếu
nhằm phục vụ cho các mục tiêu:
•
•
•
•
Xây dưng các trung tâm thương mại
Xây dựng các cao ốc văn phòng
Xây dựng khách sạn
Xây dựng chung cư giải quyết nhà ổ chuột và quy hoạch đơ thị.
Chính vì lý do thiết thực ấy, nên nhóm em đã chọn đề tài nghiên cứu về mơ
hình thang máy. Nhắc đến thang máy thì khơng cịn xa lạ với chúng ta nữa, nó gắn
liền với cuộc sống của chúng ta. Thang máy trong các khu công nghiệp, trong các
ngành xây dựng và hơn nữa là các nhà cao tâng, gần nhất là Trường Đại Học Bình
Dương đã lắp đặt thang máy thuận tiện cho việc di chuyển của sinh viên và giáo
viên,…
Mục tiêu của nhóm em với đề tài thang máy là hiểu rõ hơn về lịch sử, cấu
trúc, nguyên lý hoạt động của thang máy để trau dồi thêm kiến thức, kinh nghiệm
chuyên môn kỹ năng…giúp chuẩn bị tốt cho công việc tương lai và đồng thời thiết
kế, thi công thang máy sử dụng PLC trong điều khiển và vận hành.
Nhóm em đã cố gắng hồn thiện thật tốt Đồ án tốt nghiệp này, đồ án này góp
phần để lại những kỷ niệm đẹp, đậm chất sinh viên ngành Điện – Điện tử nói riêng
và Trường đại học Bình Dương nói chung.
XVIII
Chương 1: Tổng quan về thang máy
GVHD: Th.s Hồ Thanh Tuấn
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY
1.1.
Khái niệm chung về thang máy
Thang máy là thiết bị chuyên dụng để vận chuyển người , hàng hóa ,… theo
phương thẳng đứng và theo một tuyến xác định . Thang máy được dùng trong các
tòa nhà cao tầng , trong các nhà máy hiện đại…
1.1.1. Phân loại than máy thông dụng
(a)Thang máy chở người trong các tịa nhà cao tầng
Có tốc độ trung bình hoặc lớn . Địi hỏi vận hành êm, an toàn và mỹ thuật
(b)Thang máy dùng trong các bệnh viện
Đảm bảo tuyệt đối an toàn , vận hành êm. Thời gian di chuyển nhanh nhằm đáp
ứng các nhu cầu đặc thù của bệnh viện. Ngồi ra kích thước ca bin phải đủ lớn
để chứ băng ca hoặc giường của bệnh nhân cùng với bác sỹ, nhân viên và các
trang thiết bị đi kèm
(c)Thang máy trong hầm mỏ xí nghiệp
Đáp ứng được các điều kiện làm việc khắc nghiệt trong môi trường công nghiệp
như : Tác đông của độ ẩm , nhiệt độ , thời gian làm việc lớn , ăn mịn do hóa
chất.
(d)Thang máy chở hàng
Được sử dụng rộng rãi trong cơng nghiệp nó địi hỏi yêu cầu cao về dừng chính
xác ca bin . Đảm bảo vận chuyển hàng hóa dễ dàng
1.1.2. Phân loại theo tải trọng
Thang máy loại nhỏ : Q < 500𝑘𝑔
Thang máy loại trung bình : Q = 500 ÷ 2000𝑘𝑔
Thang máy loại lớn : Q > 2000𝑘𝑔
Phân loại theo tốc độ di chuyển
Thang máy chạy chậm: V = 0,5 m/s
Thang máy tốc độ trung bình V = 0,75 ÷
Thang máy cao tốc V=2,5 ÷
Đồ án tốt nghiệp
1,5
𝑚
𝑠
5𝑚/𝑠
1
Chương 1: Tổng quan về thang máy
GVHD: Th.s Hồ Thanh Tuấn
1.2. Lịch sử phát triển
1.2.1. Lịch sử phát triển thang máy thế giới
Thang máy đầu tiên xuất hiện trên thế giới được chế tạo dưới triều đại vua
Louis XV, ở Versailles vào năm 1743. Đây là cơng trình được xây dựng để phục vụ
cho riêng quốc vương... Bởi đây là cơng trình đầu tiên nên kết cấu vẫn cịn khá thô sơ,
kỹ thuật này dựa trên sự đối trọng nên việc sử dụng ít tốn sức lực.
Cuối thế kỷ 19, trên thế giới chỉ có một vài hãng thang máy ra đời như: OTIS,
Schindler. Hãng OTIS (Mỹ) đã chế chiếc thang máy hiện đại đầu tiên và đưa vào sử
dụng vào năm 1853. Đến năm 1874, hãng thang máy Schindler (Thụy Sĩ) cũng đã chế
tạo thành công những thang máy khác. Lúc đầu bộ tời kéo chỉ có một cấp tốc độ, cabin
có kết cấu đơn giản, cửa tầng đứng bằng tay, tốc độ di chuyển của cabin thấp.
Đầu thế kỷ 20, có nhiều hãng thang máy khác ra đời như KONE (Phần Lan),
MSUBISI, NIPON, ELEVATOR,…(Nhật Bản), THYSEN (Đức), SABIEM (Ý)… đã
chế tạo các loại thang máy có tốc độ cao, tiện nghi trong cabin tốt hơn và êm dịu hơn.
Cho tới những năm 1975 tốc độ của thang máy trên thế giới đã đạt tới
400m/phút, những thang máy lớn với tải trọng lên tới 25 tấn đã được chế tạo thành
công. Sản phẩm tự động liên quan về thang máy bắt đầu cải tiến, băng chuyền, thang
cuốn lần lượt xuất hiện.
1.2.2. Lịch sử phát triển thang máy trong nước
Trước đây, thang máy đều do Liên Xô cũ và một số nước Đông Âu cung cấp
cho nước ta. Chúng được sử dụng để vận chuyển hàng hóa, thiết bị… trong công
nghiệp và chuyên chở người trong các nhà cao tầng, bệnh viện. Tuy nhiên số lượng
còn rất khiêm tốn.
Trong những năm gần đây, do nhu cầu sử dụng thang máy tăng mạnh, một số
hãng thang máy đã ra đời nhằm cung cấp, lắp đặt thiết bị thang máy theo hai hướng là:
-
Nhập thiết bị toàn bộ của các hãng nước ngoài, thiết bị hoạt động tốt, tin cậy
nhưng giá thành rất cao.
Trong nước tự chế tạo phần điều khiểu và một số phần cơ khí đơn giản khác.
Bên cạnh đó, một số hãng thang máy nổi tiếng ở các nước như: OTIS (Hoa Kỳ),
NIPPON (Nhật Bản), HUYNDAI (Hàn Quốc), Techno (Italia)... đã giới thiệu và bán
sản phẩm thang máy vào nước ta. Về cơng nghệ thì các hãng ln đổi mới cịn mẫu mã
thì phổ biến ở hai dạng:
-
Hệ thống truyền động dùng động cơ điện với đối trọng thông thường.
Hệ thống nâng hạ buồng thang bằng thủy lực.
Đồ án tốt nghiệp
2
Chương 1: Tổng quan về thang máy
GVHD: Th.s Hồ Thanh Tuấn
1.2.3. Thang máy trong tương lai
Trong tương lại không xa với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện đại,
thang máy sẽ phát triển và nâng cấp đạt tầm cao mới.
Thang máy sẽ hướng tới sử dụng đệm từ trường của nam châm thay cho dây
cáp thông thường được một cơng ty của Đức phát triền. Ơng Andreas Schierebeck,
giám đốc điều hành Công ty thang máy Thyssenkrupp cho biết: “Đây là hệ thang máy
đầu tiên hoạt động mà không cần cáp, thang máy không chỉ đi lên và đi xuống mà cịn
có thể di chuyển sang trái hoặc phải… và có nhiều cabin hơn”.
1.3. Cấu trúc và trang thiết bị thang máy
1.3.1. Cấu trúc tổng thể
Các loại thang máy hiện đại có cấu trúc phức tạp nhằm nâng cao tính tin cậy, an
tồn, tiện lợi trong vận hành. Thang máy gồm một số bộ phận chức năng như sau:
-
Cơ cấu dẫn động.
Cabin cùng hệ thống treo cabin
Cơ cấu đóng, mở cabin và hệ thống phanh an toàn khi thang máy gặp sự cố.
Giảm cấn đặt ở đáy giếng.
Ray dẫn hướng và đối trọng.
Tủ điện và hệ thống điều khiển.
Hệ thống các thiết bị an toàn và nhiều thiết bị khác.
Tất cả các bộ phận trên được bố trí phù hợp nhằm mục đích hồn thiện và nâng
cao độ an tồn tuyệt đối của thang trong q trình vận hành.
Bố trí các thiết bị của một thang máy được biểu diễn trên hình 1.1
Đồ án tốt nghiệp
3
Chương 1: Tổng quan về thang máy
GVHD: Th.s Hồ Thanh Tuấn
Hình 1: Kết cấu cơ khí thang máy
1.3.2. Trang thiết bị trong buồng máy
1.3.2.1.
Cơ cấu nâng, hạ
Cơ cấu nâng hạ buồng thang gồm có các bộ phận sau:
-
Motor kéo (thường là động cơ không đồng bộ ba pha).
Bánh kéo (traction sheave) hay pulley quấn cáp.
Thiết bị biến đổi tốc độ (hộp số máy kéo).
Phanh hãm điện từ, bánh răng sự cố.
Thường lắp đặt ở phịng máy trên nóc giếng thang, là khâu dẫn động hộp giảm tốc
theo một vận tốc quy định làm quay puli kéo cabin lên xuống.
Motor kéo được liên kết với cabin và đối trọng bằng các sợi cáp nâng thông qua hệ
thống puli ma sát của motor và các puli trên hệ thống treo của cabin và đối trọng. Khi
motor kéo hoạt động, puli ma sát quay và truyền chuyển động đến cáp nâng làm cabin
và đối trọng chuyển động lên hoặc xuống dọc theo giếng thang.
Hình 2: Máy kéo thang máy Fufi
1.3.2.2.
Tủ điều khiển
Tủ điện thang máy là một trong những bộ phận quan trọng cho quá trình hoạt động
của thang máy, nếu bộ phận máy kéo được ví như trái tim thì tủ điện là “ bộ não” điều
khiển tồn bộ q trình hoạt động của thang máy. Tủ chứa các thiết bị đóng ngắt, điều
khiển và giám sát hoạt động của thang gồm mạch điều khiển chính (PLC hoặc VDK),
biến tần, cầu chì các loại, công tắc tơ và các loại rơle trung gian....
Tủ điện có tác dụng điều khiển và phối hợp cùng các thiết bị khác để cho thang
máy hoạt động an toàn và theo đúng mong muốn của nhân viên kỹ thuật.
Đồ án tốt nghiệp
4
Chương 1: Tổng quan về thang máy
GVHD: Th.s Hồ Thanh Tuấn
1.3.3. Thiết bị lắp đặt trong giếng thang máy
1.3.3.1.
Buồng thang (Cabin)
Buồng thang là phần không gian được giới hạn bởi 4 vách. Đây cũng là nơi cho
người đứng hoặc đặt hàng hóa vào khi cần di chuyển lên xuống. Buồng thang di
chuyển 8 trong giếng thang máy dọc theo các thanh dẫn hướng. Bên trong buồng thang
được lắp đặt các nút điều khiển chọn tầng có đèn, đèn chiếu sáng, loa báo trạng thái,
nút báo sự cố…Ngoài ra, buồng thang có lắp đặt phanh bảo hiểm, động cơ truyền động
đóng - mở cửa buồng thang.
Hình 3: Buồng thang máy (Cabin)
1.3.3.2.
Cáp tải
Có cấu tạo bằng sợi thép cacbon tốt có giới hạn bền 1400 – 1800 N/mm2. Trong
thang máy thường dùng từ 3 đến 6 sợi cáp bện lại với nhau. Cáp nâng thường được lựa
chọn theo điều kiện sau: Smax*n ≤ Sd
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 định và cho trong bảng cáp tiêu
chuẩn tuỳ thuộc vào loại cáp, đường kính cáp và giới hạn bền của vật liệu sợi
thép bện cáp.
n : Hệ số an toàn bền 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.
Đồ án tốt nghiệp
5
Chương 1: Tổng quan về thang máy
GVHD: Th.s Hồ Thanh Tuấn
Hình 4: Cáp tải thang máy.
1.3.3.3.
Ray dẫn hướng
Ray dẫn hướng là thiết bị được sử dụng để dẫn cabin và đối trọng di chuyển lên
xuống dọc theo phương đứng của thang máy. Bộ phận này đảm bảo cho cabin và đối
trọng ln cố định ở vị trí của chúng mà khơng dịch chuyển theo phương ngang trong
q trình hoạt động.
Hình 5: Ray dẫn hướng.
Đồ án tốt nghiệp
6
Chương 1: Tổng quan về thang máy
1.3.3.4.
GVHD : Th.s Hồ Thanh Tuấn
Đối trọng
Đối trọng là khối nặng treo vào đầu cáp tải để tạo lực ma sát giữa rãnh cáp của
puly và cáp tải, đồng thời đối trọng cịn có tác dụng cân bằng với khối lượng cabin và
50% tải. Nhờ đó mà motor làm việc nhẹ hơn, hiệu suất cao.
Cấu tạo đối trọng bao gồm: Khung đối trọng, shoe dẫn hướng, board gang, rail dẫn
hướng, giảm chấn đối trọng.
Hình 6: Đối trọng thang máy.
1.3.4. Các thiết bị khác
1.3.4.4.
Ngàm dẫn hướng
Có hai loại ngàm dẫn hướng: ngàm trượt và ngàm con lăn. Bộ phận này đảm bảo
đối trọng và cabin không bị dịch chuyển sang phương ngang quá giá trị cho phép trong
quá trình hoạt động đồng thời giúp dẫn hướng cho cabin và đối trọng theo phương
đứng.
Đồ án tốt nghiệp
8
