thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ kđb

Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
Nguyễn Thành Công Page 1
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
Nguyễn Thành Công Page 2
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
Nguyễn Thành Công Page 3
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN THANG MÁY
1.1. Lịch Sử Phát Triển Của Thang Máy:
Từ thời xa xưa qua thời Trung cổ và cho đến thế kỷ thứ 13, sức mạnh
của người và vật là nguồn lực chính cho các thiết bị nâng. Vào năm 1850,
những chiếc thang máy thủy lực và hơi nước đã được giới thiệu, nhưng
năm 1852 là năm mà một sự kiện quan trọng diễn ra: phát minh thang
máy an toàn đầu tiên trên thế giới của Elisa Graves Otis.
Hình 1.1:Thiết bị nâng thời trung cổ
Vào năm 1873 hơn 2000 chiếc thang máy đã được trang bị cho các
cao ốc, văn phòng khách sạn, cửa hàng tổng hợp trên khắp nước Mỹ và 5
năm sau đó, chiếc thang thủy lực đầu tiên của Otis được lắp đặt. Kỷ
nguyên của những tòa nhà chọc trời đã theo sau đó và vào năm 1889 lần
đầu tiên Otis chế tạo thành công động cơ bánh răng truyền động trực tiếp
đầu tiên.
Năm 1903, Otis đã giới thiệu một thiết kế mà về sau đã trở thành nền
tảng cho nghành công nghiệp thang máy: thang máy dùng động cơ điện
Nguyễn Thành Công Page 4
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
không hộp số, mang đầy tính công nghệ, được thử thách để cùng tồn tại

với bản thân cao ốc. Nó đã mở ra một thời kỳ mới cho kết cấu nhà cao
tầng.
Những cải tiến của Otis trong điều khiển tự động đã có hệ thống
kiểm soát tín hiệu, hệ thống kiểm soát hoạt động cao điểm, hệ thống điều
khiển tự động và cơ chế phân vùng. Otis đi đầu trong việc phát triển công
nghệ điện toán và công ty đã làm một cuộc cách mạng trong công nghệ
điều khiển tự động thang máy,đưa ra những cải tiến quan trọng đáp ứng
các cuộc gọi và các điều kiện vận hành thang.
1.2. Khái Niệm Chung về Thang Máy:
- Thang máy là thiết bị vận tải chuyên dùng để chở người và hàng
hóa theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 15º so với
phương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn. Những loại thang máy
hiện đại có kết cấu cơ khí phức tạp, hệ truyền động, hệ thống khống chế
phức tạp nhằm nâng cao năng suất, vận hành tin cậy, an toàn. Tất cả các
thiết bị điện được lắp đặt trong buồng thang và buồng máy. Buồng máy
thường bố trí ở tầng trên cùng của giếng thang máy.
- Thang máy được sử dụng rộng rãi trong các tòa nhà cao tầng, bệnh
viện, công sở. Ngoài tính tiện nghi khi sử dụng, thang máy còn làm tăng
thêm tính mỹ quan cho công trình.
- Thang máy là một thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm
ngặt, do nó có liên quan trực tiếp với tính mạng và tài sản của người sử
dụng. Do đó yêu cầu chung đối với thang máy khi thiết kế, lắp đặt, vận
hành và sửa chữa là phải tuân thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu về
kỹ thuật an toàn đã được qui định, phải đầy đủ các thiết bị bảo vệ, thiết bị
an toàn, đảm bảo độ tin cậy như bộ bảo hiểm, công tắc hạn chế trên, hạn
chế dưới, điện chiếu sáng khi mất điện.
Nguyễn Thành Công Page 5
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
Hình 1.2 :Thang máy tải khách

1.3. Phân Loại Thang Máy:
Thang máy được phân thành 5 loại [tài liệu 1].
1.3.1. 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.
- Thang máy chuyên chở hàng không có người đi kèm.
1.3.2. Phân loại theo hệ thống dẫn động cabin:
- Thang máy dẫn động điện.
- Thang máy thủy lực.
- Thang máy khí nén.
1.3.3. Phân loại theo hệ thống điều khiển:
- Điều khiển bằng rơ le.
Nguyễn Thành Công Page 6
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
- Điều khiển bằng PLC.
- Điều khiển bằng máy tính.
1.3.4. Phân loại theo trọng tải:
- Thang máy loại nhỏ Q < 500 kg.
- Thang máy trung bình Q = 500 1000 kg.
- Thang máy loại lớn Q > 1000 kg.
1.3.5. Phân loại theo tốc độ di chuyển cuả cabin:
- Thang máy chạy chậm v < 1m/s.
- Thang máy tốc độ trung bình v = (1 2,5) m/s.
- Thang máy tốc độ lớn v > 4 m/s.
1.4. Cấu Tạo Chung Của Thang Máy.
1.4.1. Cấu tạo chung.
Thang máy có nhiều loại khác nhau, nhưng nhìn chung gồm có các

bộ phận chính như hình 1.4.1.
- Cabin (4) trong đó có chứa người hoặc hàng hóa. Cabin chuyển động
trên cáp dẫn hướng thẳng đứng (5) nhờ có các bộ guốc trượt (9) lắp vào
cabin. Cáp nâng (10) trên đó có treo cabin được treo vào tang hoặc vắt
qua puli dẫn cáp của bộ tời nâng (1). Trọng lượng thang máy và trọng
lượng vật nâng được cân bằng bởi đối trọng (7) treo trên các dây cáp đi ra
từ puli dẫn cáp hoặc từ tang. Buồng thang máy và đối trọng khi di chuyển
sẽ trượt trên thanh ray dẫn hướng nhờ các guốc trượt.
- Để an toàn, cabin được lắp trong giếng thang (6). Phần trên của giếng
thang thường được lắp buồng máy (11). Trong buồng thang có lắp bộ tời
và khí cụ điều khiển chính (tủ phân phối, bộ hạn chế tốc độ …). Phần
dưới của giếng thang (hố giếng thang) có bố trí các bộ giảm chấn cabin và
giảm chấn đối trọng (8). Ở phần trên cùng và dưới cùng của giếng thang
có lắp các bộ hạn chế hành trình làm việc của giếng thang.
Nguyễn Thành Công Page 7
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
- Để tránh trường hợp thang bị rơi khi cáp bị đứt, do gặp sự cố mất
điện hoặc do cơ cấu nâng bị hỏng, trên cabin có lắp bộ bảo hiểm
(governor) như hình 1.4.1.4. Trong trường hợp này, thiết bị kẹp của nó sẽ
kẹp vào các dẫn hướng và giữ chặt cabin. Bộ hãm bảo hiểm thường được
dẫn động từ một cáp phụ (3), cáp này vắt qua puli của bộ hạn chế tốc độ
kiểu li tâm (2). Khi tốc độ buồng thang cao hơn tốc độ giới hạn cho phép
thì bộ hạn chế tốc độ sẽ phanh puli và làm dừng cáp.
1. Tời nâng.
2. Bộ hạn chế tốc độ
kiểu ly tâm.
3. Cáp phụ.
4. Cabin
5. Cáp dẫn hướng

thẳng đứng.
6. Giếng thang.
7. Đối trọng.
8.Giảm chấn đối
trọng.
9. Guốc trượt.
10. Cáp nâng.
11. Buồng máy.
Hình 1.4.1:Cấu tạo chung của thang máy.
Nguyễn Thành Công Page 8
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB

Hình 1.4.1.1 :Một số dạng cabin của thang máy
Hình 1.4.1.2 : Biên dạng guốc trượt kiểu lăn của hãng MITSUBISHI
Hình 1.4.1.3 : Biên dạng guốc kiểu trượt của hãng NINGBO XINGDA
Nguyễn Thành Công Page 9
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Bộ điều khiển
Guốc trượt kiểu con lăn
Bộ kích
Bộ đo
gia tốc
Dòng
điện điều
khiển
Rãnh trượt
trên thanh
ray
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB

Hình 1.4.1.4 :Thang máy có gắn bộ Governor(phanh cơ khí)
Hình 1.4.1.5:Bộ tời thang máy
1.4.2. Một số sơ đồ thang máy thường gặp:
1.4.2.1. Thang máy có puli dẫn hướng
(hình 1.4.2.1): Có lắp thêm puli phụ (2) để
dẫn hướng cáp đối trọng. Sơ đồ này thường
được dùng khi kích thước cabin lớn, cáp
đối trọng không thể dẫn hướng từ puli dẫn
cáp (hoặc tang) một cách trực tiếp xuống
dưới.
Hình 1.4.2.1
Nguyễn Thành Công Page 10
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
1.4.2.2. Thang máy có sự bố trí bộ tời
bên dưới có bộ tời (1) được bố trí ở phần
bên hông hoặc phần dưới của đáy giếng
(hình 1.4.2.2)nhờ đó có thể làm giảm tiếng
ồn của thang máy khi làm việc. Dùng sơ đồ
này sẽ làm tăng tải trọng tác dụng lên giếng
thang, cũng như tăng chiều dài và số điểm
uốn của cáp nâng, dẫn đến tăng độ mòn của
cáp nâng. Kiểu bố trí bộ tời như thế này chỉ
sử dụng trong trường hợp đặc biệt khi mà
buồng máy không thể bố trí được phía trên
giếng thang và khi có yêu cầu cao về giảm
độ ồn khi thang máy làm việc.
Hình 1.4.2.2
1.4.2.3. Thang máy kiểu đẩy :cáp nâng
(1) tên đó có treo cabin (2), được uốn qua

các puli (6) lắp tên khung cabin, sau đó đi
qua puli phía trên (3) đến puli dẫn cáp (5)
dẫn cáp (5) của bộ tời nâng Trọng lượng của
cabin và một phần vật nâng được cân bằng
bởi đối trọng(4). Các dây cáp của đối trọng
uốn qua puli dẫn hướng phụ (hình 1.4.2.3).
Hình 1.4.2.3
1.5. Nguyên Lý Hoạt Động và cách sử dụng thang máy
Thang máy hoạt động theo các nguyên tắc sau :
1.5.1. Reset buồng thang khi đóng nguồn: Dù cho buồng thang đang
ở bất kỳ vị trí hoặc trạng thái nào, thì khi đóng nguồn đều được reset và
đưa về tầng trệt (tầng thấp nhất).
Nguyễn Thành Công Page 11
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
1.5.2. Nguyên tắc di chuyển lên xuống, đóng và mở cửa :
- Buồng thang chỉ hoạt động khi cửa đã hoàn toàn đóng.
- Cửa chỉ mở khi buồng thang dừng đúng tầng.
- Cửa sẽ tự động mở hoặc đóng sau khi nhận được các yêu cầu.
- Cửa buồng thang sẽ ở chế độ mở thường trực khi thang không hoạt
động.
1.5.3. Nguyên tắc đến tầng: Để xác định vị trí hiện tại của thang nhờ
cảm biến ở mỗi cửa tầng. Khi buồng thang ở tầng nào thì cảm biến nhận
tín hiệu ở tầng đó và đưa về điều khiển.
1.5.4. Sử dụng thang máy:
1.5.4.1. Gọi thang máy từ bên ngoài buồng thang ở các tầng (hình
1.5.4.1)
 Gọi thang: ở mỗi tầng mà thang phục vụ, gần ngay cửa tầng
đều có bảng điều khiển (Hall Call Panell), còn gọi là hộp Button tầng mục
đích phục vụ cho việc gọi thang bao gồm:

-Hai nút ấn: Một nút để gọi cho thang đi lên , một nút để gọi
thang đi xuống . Riêng ở tầng dưới cùng chỉ có một nút là đi lên và tầng
trên cùng là đi xuống.
- Đèn báo tầng và báo chiều cho biết vị trí và chiều hoạt động
hiện của cabin thang máy. Khi muốn gọi thang, hành khách chỉ cần ấn vào
nút gọi tầng theo chiều muốn đi, tín hiệu đèn sẽ sáng lên, đèn báo hiệu hệ
thống đã ghi nhận lệnh gọi.
Nguyễn Thành Công Page 12
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
Hình 1.5.4.1:Mô hình điều khiển thang máy từ bên ngoài buồng thang
 Đáp ứng của thang sau lệnh gọi: Nếu buồng thang đang ở một
vị trí nào đó khác với tầng mà hành khách vừa gọi, thang sẽ di chuyển đến
tầng đó theo thứ tự ưu tiên như sau :
- Nếu thang di chuyển cùng chiều với lệnh gọi thang và di chuyển
ngang qua tầng mà hành khách khách đang đứng gọi, thì khi đến tầng
được gọi, thang sẽ dừng lại và đón khách.
- Nếu thang đang di chuyển theo chiều ngược với chiều hành khách
muốn đi, hoặc cùng chiều nhưng không đi ngang qua, thì sau khi đáp ứng
hết các nhu cầu của chiều đó, thang sẽ quay trở lại đón khách.
- Nếu buồng thang đang ở ngay tại tầng mà hành khách vừa gọi,
buồng thang sẽ mở cửa đón khách.
1.5.4.2. Gọi thang từ bên trong buồng thang: Trong buồng thang có
bảng điều khiển phục vụ cho việc đi thang của khách (Car Operating
Panel) còn gọi là hộp Button Car như hình 1.5.4.2. Bao gồm các nút có
chức năng sau :
Nguyễn Thành Công Page 13
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Báo vị trí
thang

Báo chiều
thang
Bảng điều
khiển
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
 Các nút mang số : Đại diện cho các tầng mà thang phục
vụ.
 Nút (DO – Door Open): Dùng để mở cửa (chỉ có tác dụng
khi thang dừng tại tầng).
 Nút (DC – Door Close): Dùng để đóng cửa (chỉ có tác dụng
khi thang dừng tại tầng).
 Nút Interphone hoặc Alarm : Dùng để liên lạc với bên ngoài
khi thang gặp các sự cố về điện, hoặc đứt cáp treo.
 Công tắc E.Stop (Emergency Stop) (nếu có): Để dừng thang khẩn
cấp khi có sự cố xảy ra.
Hình 1.5.4.2:Bảng điều khiển bên trong thang máy
Nguyễn Thành Công Page 14
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
Khi đã vào bên trong buồng thang, muốn đến tầng nào, khách ấn nút
chỉ định tầng đó, thang máy sẽ lập tức di chuyển và tuần tự dừng tại các
tầng mà nó đi qua. Cửa buồng thang và cửa tầng được thiết kế đóng mở tự
động. Khi buồng thang di chuyển đến một tầng nào đó, sau khi ngừng
hẳn, cửa buồng thang và cửa tầng sẽ tự động mở để khách có thể ra (vào)
buồng thang, sau vài giây cửa sẽ tự động đóng lại.
Sau đó thang máy sẽ thực hiện lệnh tiếp theo. Nếu không muốn chờ
hết khoảng thời gian cửa đóng lại, khách có thể ấn nút DC để đóng cửa
buồng thang. Trong trường hợp khẩn cấp muốn dừng thang, khách có thể
ấn nút E.Stop (nếu có) trên bảng điều khiển trong buồng thang. Khi có sự
cố mất điện, khách ấn vào nút Interphone hoặc Alarm để yêu cầu giúp đỡ

từ bên ngoài.
1.6. Các Yêu Cầu An Toàn Trong lắp đặt và sử dụng Thang Máy:
1.6.1. Yêu cầu về mặt an toàn :
Đòi hỏi người thiết kế thang máy phải giải quyết chính xác và triệt để các
yêu cầu về kỹ thuật này :
-Các yêu cầu về an toàn ,đây là những yêu cầu rất quan trọng ví dụ như
thang máy chỉ được phép vận hành khi cửa tầng và cửa cabin đó đóng hay khi
thang máy quá tải thì không vận hành ,Các công tắc giới hạn trên cùng và
dưới cùng được đảm bảo, bảo đảm an toàn khi đứt dây, trượt cáp hoặc mất
điện , Các công tắc an toàn và vận hành trong buồng thang hoạt động tốt
-Các yêu cầu về điều khiển vị trí cabin : khi dừng thang máy đòi hỏi phải
dừng chính xác so với sàn tầng và quá trình hãm sao cho cabin dừng đúng tại
sàn tầng với yêu cầu độ chính xác cao nhất .
-Các yêu cầu về điều khiển gia tốc và vận tốc ,phải đảm bảo sinh lý cho
hành khách đi trên thang máy .Người điều khiển phải điều chỉnh tốt tốc độ ,gia
tốc của thang máy sao cho không gây nên tâm lý hoảng loạn ,thiếu tin cậy ở
khách hàng.
Nguyễn Thành Công Page 15
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
1.6.2. Yêu cầu về kĩ thuật lắp đặt :
1.6.2.1. Vị trí buồng máy : Vị trí buồng máy có thể đặt bên trên hoặc
bên dưới đường hầm tùy theo yêu cầu và diện tích cho phép của buồng
máy.
1.6.2.2. Thanh ray dẫn hướng : Trong khi chuyển động ,buồng thang
và đối trọng sẽ trượt dọc trên thanh ray dẫn hướng. Ray dẫn hướng đảm
bảo cho cabin và đối trọng luôn nằm và chuyển động theo đúng vị trí đã
được thiết kế trong giếng thang, không cho chúng dịch chuyển theo
phương ngang trong quá trình dịch chuyển. Ray dẫn hướng được lắp đặt ở
hai bên cabin và đối trọng với độ chính xác theo yêu cầu cần thiết (đòi hỏi

độ chính xác về độ thẳng đứng của ray, khoảng cách các đầu ray…).
1.6.2.3. Công tắc hành trình: Để đảm bảo an toàn cho người sử
dụng và các thiết bị trong mạch điều khiển, người ta bố trí các thiết bị bảo
vệ liên động, các tiếp điểm hành trình để đảm bảo cho thang máy dừng
chính xác, không vượt khỏi phạm vi giới hạn (các loại công tắc hạn chế
hành trình trên, hạn chế hành trình dưới, công tắc chuyển đổi tầng, công
tắc đến tầng…).
1.6.2.4. Cáp nâng cabin và đối trọng: Phải đảm bảo chịu lực
nâng và lực ma sát với puli theo đúng tiêu chuẩn an toàn cho phép trong
lắp đặt thang máy. Có thể dùng cáp thép hoặc cáp thép có phủ nhựa bên
ngoài để kéo cabin thang máy.
Cáp thép phủ nhựa có sự linh hoạt và khả năng kéo tải tốt hơn so
với loại cáp thép thông thường.(Hình 1.7.2.4).
- Đối với loại cáp thép truyền thống, sự hao mòn gây ra là bởi nhiều
yếu tố, đó là ảnh hưởng của sự mài mòn của các sợi cáp khi chúng bị chèn
vào bên trong và bị kéo ra khỏi rãnh kéo, do có sự bám bụi trên sợi cáp
Nguyễn Thành Công Page 16
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
nên càng làm tăng thêm sự mài mòn sợi cáp, giảm thời gian sử dụng của
cáp rất đáng kể.
- Đối với loại cáp thép phủ nhựa, nhờ có lớp nhựa nên nó bám chặt
bánh đà, tạo nên sự ma sát thích hợp, không có sự mài mòn nào gây ra
thêm giữa các rãnh, các sợi cáp thép được phủ nhựa nên tránh được bụi
bám, nhờ đó tránh bị hao mòn. Tuy nhiên sự giảm khả năng chịu lực của
dây thép theo thời gian sử dụng vẫn xảy ra, nhưng ta có thể biết trước
được sự giảm tuổi thọ của cáp nhờ vào tính toán và do nhà sản xuất cung
cấp.
Hình 1.7.2.4: Cáp thép phủ nhựa của hãng OTS
1.6.2.5. Hệ thống phanh bảo hiểm :

Buồng thang còn được trang bị thêm các bộ phận phanh bảo vệ
phòng khi cáp treo bị đứt, bị mất điện, khi tốc độ buồng thang vượt quá
20% ÷ 40% tốc độ định mức, phanh sẽ tác động.
 Thường có 3 loại phanh:
 Phanh kiểu nêm.
 Phanh kiểu lệch tâm.
 Phanh bảo hiểm kiểu kìm.
Trong đó, phanh bảo hiểm kiểu kiềm(hình 1.7.2.5) được sử dụng
rộng rãi hơn cả, nó bảo đảm cho buồng thang dừng tốt hơn so với các
Nguyễn Thành Công Page 17
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Lớp phủ nhựa bên ngoài
Lõi dây cáp bằng thép
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
loại phanh khác. Phanh bảo hiểm thường được đặt phía dưới buồng
thang, có gọng kìm trượt theo thanh dẫn hướng.

Hình 1.7.2.5: Phanh bảo hiểm kiểu kìm
1.6.2.6. Bộ giảm chấn(Hình1.7.2.6.1&Hình 1.7.2.6.2): Dưới đáy
giếng có bố trí thêm các bộ giảm chấn nhằm tránh hiện tượng va đập quá
mạnh khi công tắc hạn chế hành trình không tác động, hoặc khi thang bị
đứt cáp treo…, dùng để chống sốc hoặc va chạm mạnh gây ảnh hưởng đến
an toàn cho hành khách đang sử dụng thang máy, đồng thời tránh hư hỏng
cho cabin và đối trọng thang máy.
Nguyễn Thành Công Page 18
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Giảm
chấn đối
trọng
Giảm

chấn cabin
Hình 1.7.2.6.1:Giảm chấn thuỷ lực
Hình 1.7.2.6.2:Giảm chấn lò xo
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
Hình 1.7.2.6.3:Vị trí lắp đặt hệ thống giảm chấn trong giếng thang
Chuyển động của buồng thang phải êm, không gây sốc, gây cảm giác
khó chịu cho hành khách. Phải dừng chính xác đến tầng để không gây
nguy hiểm và trở ngại cho hành khách khi ra vào buồng thang.
1.6.2.7. Hệ thống cảm biến cửa(Hình 1.7.2.7): Hệ thống cảm
biến cửa là mạng lưới tia hồng ngoại bao phủ ngay vị trí cửa ra vào cabin,
điều khiển hoạt động của cửa nhằm bảo vệ an toàn cho hành khách và
hàng hóa khi ra vào buồng thang.Ngoài ra nó còn làm giảm sự hư hỏng
của thang trong trường hợp di vận chuyển vật nặng hoặc di chuyển ra vào
chậm. Tăng cường khả năng tin cậy của hệ thống.
- Đặc tính: Hệ thống cảm biến cửa sử dụng thiết bị thu và phát tia
hồng ngoại tạo ra một mạng lưới cắt ngang khung cửa, hệ thống quét liên
tục để phát hiện bất cứ tia hồng ngoại nào bị gián đoạn, nếu có, hệ thống
Nguyễn Thành Công Page 19
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50

Đối Trọng
Giảm chấn Đối Trọng
Giảm chấn Cabin
Cabin
Cáp nâng chịu tải
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
sẽ mở cửa ngay lập tức và không gây va chạm cho hành khách (hoặc hàng
hóa) với cửa.

Hình 1.7.2.7:Mô hình hệ thống cảm biến cửa

1.6.2.8. Hệ thống tự động bảo vệ bằng điện (Automatic
Rescue Divide) (hình 1.7.2.8):
Khi thang máy có sự cố hoặc gặp lỗi không mong muốn, hành khách
có thể bị mắc kẹt bên trong buồn thang. Khi đó thiết bị bảo vệ tự động sẽ
tác động ngay lập tức, nó được cấp nguồn từ nguồn điện dự trữ (hệ thống
acqui,…), buồng thang khi đó sẽ được điều khiển đưa đến tầng gần nhất
và hệ thống cửa sẽ được tự động mở ra.
Lĩnh vực ứng dụng: Bộ ARD được dùng vận hành cho trường hợp
khẩn cấp cần bảo vệ tự động cho thang máy, được kết nối với hộp số
thang máy (dùng nguồn 3 pha AC), cùng các bộ phanh (dùng nguồn DC).
Tuỳ theo yêu cầu, hệ thống truyền động mở cửa có thể vận hành bằng
dòng điện AC hoặc DC.
Nguyễn Thành Công Page 20
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Mạng lưới
tia
hồng ngoại
Buồng Thang
Cửa tầng
Cửa thang
Khu vực tác động
Hành Khách
Lối vào
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
Nguyễn Thành Công Page 21
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
- Nguyên lý hoạt động: Bộ ARD tự
hoạt động khi thang máy bị mất điện, khi
đó nó sẽ điều khiển tay quay của hộp số
đưa cabin thang máy về đến tầng gần

nhất và tự động mở cửa buồng thang.
Hình 1.7.2.8:Tủ điện ARD
Nguồn ắcqui
tự cấp
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ PLC (SIEMENS)
2.1. Giới Thiệu Về Thiết Bị Điều Khiển Khả Trình.
2.1.1. Giới thiệu tổng quan:
- Hệ thống điều khiển công nghiệp được tạo ra từ một nhóm bao gồm
các thiết bị điện và điện tử, nó mang đến sự chính xác, hiện đại và tránh
được các hư hại trong sản xuất. Hệ thống điều khiển bao gồm nhiều dạng
khác nhau, khác từ nguồn năng lượng sử dụng, cách thức vận hành cho
đến máy móc thiết bị.
- Khi thời đại công nghiệp bắt đầu, đặc biệt vào những năm 60-70,
những bộ tiếp điểm rơle được dùng để tự động vận hành các máy móc
thiết bị, kèm theo đó là việc sử dụng dây điện để kết nối chúng với nhau
trong bảng điều khiển.
- Có những bảng điện điều khiển to bằng cả vách tường. Khi đó,
muốn tìm ra được lỗi xảy ra trong hệ thống sẽ gây mất rất nhiều thời gian,
đặc biệt là với những hệ thống công nghiệp mang tính phức tạp. Đồng
thời, tuổi thọ của các bộ tiếp điểm rơle là có giới hạn nên nó cần phải
được thay thế. Khi đó, toàn bộ máy móc phải tạm dừng và kể cả toàn hệ
thống sản xuất.
- Đôi khi, bảng điện điều khiển không còn đủ khoảng trống để có thể
thay đổi hoặc lắp đặt thêm nhằm mục đích nâng cấp yêu cầu sử dụng, vì
nó chỉ dùng cho một mục đích nên không dễ thích nghi với yêu cầu của
một hệ thống mới. Bên cạnh đó, người thợ điện khi thực hiện công việc
bảo trì cũng đòi hỏi có những kỹ năng tay nghề cao mới có thể tìm ra
được lỗi một cách tương đối nhanh chóng.

Nguyễn Thành Công Page 22
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
Do đó tính linh hoạt của bảng điện điều khiển truyền thống là không
cao.
+ Tốn khá nhiều công sức cho việc kết nối dây điện.
+ Khó khăn cho việc thay thề và sửa chữa.
+ Khó xác định lỗi nhanh chóng, muốn vậy đòi hỏi người thợ phải có
kỹ năng tay nghề cao.
+ Khi có sự cố về điện xảy ra, cần phải tạm ngưng sản xuất để xác
định lỗi và tiến hành sửa chữa.
Trong công nghiệp sản xuất, để điều khiển một thiết bị máy công
nghiệp… người ta thực hiện kết nối các linh kiện điều khiển rời (relay,
timer, contactor ) lại với nhau tùy theo mức độ yêu cầu thành một hệ
thống điện điều khiển.Công việc này khá phức tạp trong thi công, sửa
chữa, bảo trì do đó giá thành cao. Khó khăn nhất là khi cần thay đổi một
hoạt động nào đó hay thay đổi công nghệ mới.
Một hệ thống điều khiển ưu việt mà chúng ta phải chọn điều khiển
cho một máy sản xuất cần phải hội đủ các yêu cầu sau: giá thành hạ, dễ thi
công, sửa chữa, chất lượng làm việc ổn định, linh hoạt…Từ đó hệ thống
điều khiển có thể lập trình được PLC (Progammable Logic Controller) ra
đời để giải quyết vấn đề trên.
Để đơn giản hoá việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay
(Progammable Controller Handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969.
Trong giai đoạn này các hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản
thay thế hệ thống Relay và dây nối trong hệ thống điều khiển. Trong quá
trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng bước tạo ra một tiêu chuẩn mới
cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là dạng lập trình biểu đồ hình thang. Trong
những năm đầu thập niên 70, những hệ thống PLC còn có thêm khả năng
vận hành với những thuật toán hỗ trợ (arithmetic), “vận hành với các dữ

Nguyễn Thành Công Page 23
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
liệu cập nhật” (Data manipulation). Do sự phát triển của loại màn hình
dùng cho máy tính (Cathod Ray Tube: CTR), nên việc giao tiếp giữa
người điều khiển lập trình cho hệ thống càng trở nên thuận tiện hơn.
Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết nối với hệ thống PLC
riêng lẻ. Tốc độ xử lý của hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét (scan)
nhanh hơn làm cho hệ thống PLC xử lý tốt với những hệ thống phức tạp,
số lượng cổng vào/ra lớn hơn.
Một PLC có đầy đủ các chức năng như:bộ đếm, bộ định thời, các
thanh ghi (Register) và tập lệnh cho phép thực hiện các yêu cầu điều khiển
phức tạp khác nhau. Hoạt động của PLC hoàn toàn phụ thuộc vào chương
trình nằm trong bộ nhớ, nó luôn cập nhật tín hiệu ngõ vào, xử lý tín hiệu
để điều khiển ngõ ra.
 Những đặc điểm của PLC:
• Thiết bị chống nhiễu.
• Có thể kết nối thêm các module mở rộng ngõ vào/ra.
• Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
• Dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển bằng máy lập trình
hay máy tính cá nhân.
• Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ.
• Bảo trì dễ dàng.
Do các đặc điểm trên, PLC cho phép người điều hành không mất
nhiều thời gian nối dây phức tap khi cần thay đổi chương trình điều
khiển, chỉ cần lập trình mới thay cho chương trinh cũ.
Việc sử dụng PLC vào các hệ thống điều khiển ngày càng
thông dụng. Để đáp ứng yêu cầu ngày càng đa dạng này, các nhà sản
xuất đã đưa ra hàng loạt các dạng PLC với nhiều mức độ thực hiện đủ
để đáp ứng các yêu cầu khác nhau của người sử dụng.

Nguyễn Thành Công Page 24
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50
Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB
Để đánh giá một bộ PLC người tư dựa vào hai tiêu chuẩn chính:
• Dung lượng bộ nhớ và số tiếp điểm vào/ra của nó.
• Các chức năng như: bộ vi xử lý, chu kỳ xung clock, ngôn ngữ
lập trình, khả năng mở rộng số ngõ vào/ra.
Với PLC, việc giải quyết các bài toán tự động hoá khác nhau nhưng
không biến đổi gì về cơ cấu ngoài việc thay đổi chương trình điều khiển
sao cho phù hợp. PLC có khả năng tuyệt đối về khả năng linh động, mềm
dẻo và hiệu quả về giải quyết các bài toán cao hơn so với các kỹ thuật cổ
điển.
Mỗi phần tử, hoặc thiết bị của một hệ thống điều khiển công nghiệp
bất chấp kích thước của nó là nhỏ hay lớn đều có vai trò hết sức quan
trọng trong quá trình điều khiển. Chẳng hạn như, nếu không các thiết bị
cảm biến, bộ PLC sẽ không biết chính xác cái gì đang xảy ra trong quá
trình.
Trong hệ thống tự động hóa, bộ điều khiển PLC là phần tử trung tâm
của cả hệ thống điều khiển. Bằng việc thực hiện các chương trình đã
được lưu trữ trong bộ nhớ, PLC còn liên tục theo dõi trạng thái của cả
hệ thống thông qua các tín hiệu được đưa vào. Dựa vào các thuật toán
logic được thực hiện bên trong chương trình, PLC sẽ xác định những
hoạt động nào cần thiết đưa ra cung cấp cho các thiết bị.
Nếu muốn các hoạt động phức tạp cao cấp hơn, cần có nhiều bộ
PLC kết nối với máy tính trung tâm.
2.1.2. Các ứng dụng chính của PLC.
Simatic S7- 200 cung cấp hầu hết các giải pháp khác nhau cho các hệ
thống thống tự động hóa như:
• Kỹ thuật sản xuất (Production engineering).
• Công nghiệp ô tô (Automobile industry).

Nguyễn Thành Công Page 25
Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50