TỐNG QUAN vẻ PLCS7 200 và BIÉN tần MM4XX

3-2. HỌ BIẾN TẦN MM440 VÀ MM420 CỦA SIEMENS............................47
M ỤC
L động
ỤC................................................47
3-2.1. Cấu tạo chung và nguyên
tắc hoạt
3-2.2. Lắp đặt phần điện..................................................................................48
..1
thông số cài đặt nhanh.......................................................................3
51
M ục3-2.3.Các
L ỤC..............................................................................................................
3-2.4. Các thông số cài đặt ứng dụng................................................................4
55
LỜI NÓI
ĐẦU........................................................................................................
CHƯƠNG
IV: LẶP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY.......................4
63
5-1. TÍNH TOÁN TOẠ ĐỘ CABIN VÀ TÓC ĐỘ THANG..............................4
63
CHƯƠNG
I: TỔNG
QUAN
VỀ............................................................................
THANG MÁY.................................................. 63
5-1.1. Xác
định toạ
độ cabin
...5
5-1.2. Tính toán tần số chạy ở tốc độ cao........................................................ 65

1-.............................................................................................................................1
5-1.3. Tính toán tần số xung của encoder........................................................66
...9
. TỐNG
QUAN.......................................................................................................
5-2. CÀI
ĐẶT BIẾN TẦN.................................................................................12
66
1-.....................................................................................................................1
5-2.1 .Cài đặt biến tần MM440.......................................................................66
.1.
Khái
niệm
vềMM420........................................................................71
thang máy (theo TCVN 6395:1998).......................... 12
5-2.2.
Cài
đặt chung
biến tần
1-LƯU
1.2. ĐỒ
CấuTHUẬT
trúc điển TOÁN
hình củaVÀ
thang
máy......................................................
5-3.
CHƯƠNG
TRÌNH ĐIỀU KHIỂN..........12
73

5-3.1. L ưu đồ thuật toán...................................................................................73
.13
Bảng
Symbol
.........................................................................................
75
1- 5-3.2.
2. CÁC
HỆ
TRUYỀN
ĐỘNG DÙNG CHO THANG MÁY.................... .14
5-3.3. Chương trình điều khiển........................................................................ 77
CHƯƠNG V: KÉT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ......................................88
.16
CHƯƠNG
II:LUẬN
KHẢO
SÁT THANG MÁY KHOA MAY................................... 88
5.1. KÉT
...............................................................................................
.17
5.2. KHUYẾN NGHỊ....................................................................................... 88
LỤC......................................................................................................91
2- PHỤ
1. CÁU
TRÚC THANG............................................................................. .24
,25
2-.........................................................................................................................1.26
.1. Giếng thang................................................................................................... .27
2- 1.2. Cửa tầng............................................................................................ .27

2-.....................................................................................................................1,28
.3.Phòng điêu khiên......................................................................................... .28
2-1.4. Hệ thống an toàn................................................................................... .29
2-1.5. Sơ đồ mạch điện.................................................................................... ,30
2-2. HỆ TRUYỀN ĐỘNG THANG MÁY KHOA MAY................................

32
,32

2-3. THIÉT BỊ ĐĨÈU KHIỂN THANG MẢY KHOA MAY......................... .33
2-3.1. Modul CPU 224 AC/DC/RLY: 214 -1BD22 -0XB0............................. .35
2-3.2. Modul EM 223 DC/Relay: 223-1PL21-0XA0...................................... .36
2-3.3. Modul EM 222 Relay output: 222 -1PL21-0XA0................................. .42
2-4. KIẺM TRA LựA CHỌN CÔNG SUẨT ĐỘNG Cơ................................
2-4.1. Tính lực kéo đặt lên puly......................................................................
2- 4.2.Tính momen của động cơ tương ứng với lực kéo...............................
2]


LỜI NÓI ĐẰU
Hoà chung với công cuộc xây dựng và phát triến đất nuớc, sự nghiệp giáo dục
của nuớc ta cũng đang từng bước chuyển mình mạnh mẽ với tốc độ phát triển nhanh
chóng. Một trong những mục tiêu mà ngành giáo dục đưa ra là giúp Việt Nam có
được một đội ngũ giáo viên kỳ thuật nòng cốt, kỳ sư chuyên ngành có năng lực, đủ
đức, đủ tài phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá. Đe đạt được mục
tiêu đó thế hệ trẻ đặc biệt là những sinh viên chúng ta phải chủ động tìm hiếu và
ứng dụng những thành tựu khoa học xây dựng nền công nghiệp nước nhà ngày một
vững mạnh.
Xuất phát từ nhu cầu thiết thực của cuộc sống và niềm dam mê khoa học,
nhóm sinh viên chúng em đã nghiên cứu đề tài:

“Điểu khiển cầu thang máy dùng PLC”
Đồ tài đề cập đến lĩnh vực đang được ứng dụng rất phổ biến trong cuộc sống,
thế nhưng đây lại là khối kiến thức rất mới mẻ đối với sinh viên chúng em.
Quyên thuyết minh gồm 5 chương :
Chương I : Nhừng vấn đề chung về thang máy.
Chương II : Khảo sát thang máy thực tế tại khoa kỹ thuật May và Thời trang.
Chương III: Tổng quan về PLC- PLC S7-200 và biến tần MM4XX.
Chương IV : Lập trình điêu khiên và chạy thử.
Chương V : Ket luận và khuyến nghị.
Do thời gian và kinh nghiệm hạn chế nên quyên thuyết minh không tránh khỏi
những sai sót. Chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo tận tình của Thầy Cô giáo
và đóng góp của các bạn đế quyển thuyết minh hoàn thiện hơn.
Hưng Yên, ngày 20/8/2008.
Nhóm sinh viên thực hiện.

3


CHƯƠNGI
TÒNG QUAN VÈ THANG MÁY
Trong chương này trình bày các vấn đề :
- Khái niệm về thang máy.
- Cấu trúc điển hình của thang máy.
- Các hệ truyền động được sử dụng trong thang máy.
1- 1. TÓNG QUAN.
1- 1.1. Khái niệm chung về thang máy (theo TCVN 6395:1998).
Thang máy là một thiết bị nâng hạ, lắp đặt cố định, phục vụ cho những tầng
dừng xác định, có cabin được thiết kế chở người hoặc hàng có hoặc không có người
đi kèm, được treo bằng cáp hoặc xích, di chuyển theo rail dẫn hướng theo phương

thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hon 15° so với phương thẳng đúng theo một
tuyến đã định sằn.
Thang máy thường được dùng trong các khách sạn, công sở, chung cư, bệnh
viện, các đài quan sát, tháp truyền hình, trong các nhà máy, công xưởng... Đặc
điểm của vận chuyển bằng thang máy so với các phương tiện vận chuyến khác là
thời gian của một chu kỳ vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn, đóng mở máy liên
tục. Ngoài ý nghĩa vận chuyển, thang máy còn là một trong những yếu tố làm tăng
vẻ đẹp và tiện nghi của công trình.
Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định: đối với các nhà cao 6 tầng trở lên
đều phải được trang bị bàng thang máy để đảm bảo cho người đi lại thuận tiện, tiết
kiệm thời gian và tăng năng suất lao động. Giá thành của thang máy trang bị cho
công trình so với tông giá thành của công trình chiếm khoảng 6% đến 7% là họp lý.
Đối với nhưng công trình đặc biệt như bệnh viện, nhà máy, khách sạn... tuy số tầng
nhỏ hơn 6 nhưng do yêu cầu phục vụ nên vẫn phải được trang bị thang máy.
4


toà nhà này không được giải quyết thì các dự án xây dựng nhà cao tầng không thành
hiện thực.
Thang máy là một thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt, nó liên
quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng con người. Vì vậy yêu cầu chung đối với
thang máy khi thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng và sửa chừa là phải tuân
thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu về kỳ thuật an toàn được quy định trong các
tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm.
Thang máy có cabin đẹp, sang trọng, thông thoáng, êm dịu thì chưa đủ điều
kiện đổ đưa vào sử dụng mà phải có đầy đủ các thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy
như: điện chiếu sáng dự phòng khi mất điện, điện thoại nội bộ, chuông báo, bộ hãm
bảo hiểm, an toàn cabin, công tác an toàn cabin, khoá an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ
khi mất điện nguồn...
1- 1.2. Cấu trúc điến hình của thang máy.

Các loại thang máy hiện đại có cấu trúc phức tạp nhàm nâng cao tính tin cậy,
an toàn, tiện lợi trong vận hành. Thang máy thường bao gồm một số bộ phận chức
năng sau:
- Cơ cấu dẫn động.
- Cabin cùng hệ thống treo cabin.
- Cơ cấu đóng, mở cửa cabin và phanh an toàn đảm bảo cho cabin không bị
rơi tự do khi gặp sự cố.
- Hệ thống ray dẫn hướng cho cabin và đối trọng.
- Bộ hạn chế tốc độ tác động lên phanh an toàn để dừng cabin khi tốc độ
vượt quá giới hạn cho phép.
- Bộ giảm chấn ở đáy giếng thang
- Hệ thống các thiết bị an toàn và phục vụ khác
- Tủ điện và hệ thống điều khiên
Mỗi bộ phận chức năng đó đảm nhận một nhiệm vụ làm thang máy hoàn
chỉnh hơn, an toàn thuận tiện hơn.
Ket cấu, sơ đồ bố trí thiết bị của thang máy được thề hiện ở hình sau:
1. Cabin.

2. Con trượt ray dẫn hướng.
5


3. Ray dẫn hướng cabin.

4. Thanh kẹp tăng cáp.

5. Cụm đối trọng.

6. Ray dẫn hướng đối trọng.

7. ụ dẫn hướng đối trọng.

8. Cáp tải.

9. Cụm máy.

10. Cửa xếp cabin.

11. Nêm chống rơi.

12. Cơ cấu chổng rơi.

13. Giảm chấn.

14. Thanh đờ.

15. Kẹp ray cabin.

16. Gía ray cabin.

17. Bulông bắt giá ray. 18. Gía ray

đối trọng. 19. Kẹp ray đối trọng.

6


Thang máy có thể chia thành các khu vực chính sau:
1- 1.2.1. Giếng thang

Giếng thang là khoảng không gian hoạt động lên xuống của thang máy.
Trong hố thang có các rail dẫn hướng của phòng thang và đối trọng, cáp chịu lực và
truyền động chính cho cabin. Phần đáy hố bố trí các giảm sốc như lò xo, cao su
hoặc thuỷ lực. Người ta thiết kế khối lượng của đối trọng sẽ bàng khối lượng của
cabin cộng với 1/2 khối lượng định mức hoạt động của thang.
Hệ thống điện dọc hố thang: các giới hạn hành trình trên cùng và dưới cùng
(có 6 hộp giới hạn được quy định trong các tài liệu là 1-3-5 ở dưới cùng và 2-4-6 ở
trên cùng. Cabin được gắn một thanh cam để có thể tác động các tiếp điềm của hộp
giới hạn này. Khi cabin tác động hộp đầu tiên theo chiều di chuyển thì bắt buộc phải
giảm tốc độ, nếu tiếp tục tác động hộp thứ 2 thì chiều điều khiên dịch chuyến sẽ
được cắt, tác động hộp cuối cùng thì toàn bộ hệ thống điều khiển sẽ ngắt. Người ta
còn lợi dụng hộp điều khiển đầu tiên để reset lại bộ đếm. Hệ thống đèn chiếu sáng
dọc hố, các tiếp diêm cửa tại các tầng, các mạch hiến thị, nút nhấn, đèn nhớ tại các
tầng, các thiết bị an toàn, switch nhận biết đứt hoặc dãn cáp hệ thóng phanh khấn
cấp cơ khí được gọi chung là Govenor (hiểu theo chuyên môn). Govenor gồm có
puly chính đặt ớ phòng máy, puly đôi trọng làm cho sợi cáp luôn căng và di chuyên
được đặt dưới hổ thang. Puly quay nhờ một sợi cáp di chuyển theo cabin, cabin di
chuyên bao nhiêu thì Puly Govenor quay với tốc độ tương ứng. Sợi cáp này được
nối với một tay giật ổ thắng lắp theo cabin.
Hệ thống điện di chuyển theo cabin(loại cáp dẹp, chuyên môn gọi là cáp
Cordon): bao gồm tủ điều khiển trên cabin (có các công tắc hoạt động thang, nút
nhấn điều khiển thang di chuyển lên/ xuống đổ phục vụ công tác kiểm tra bảo
dường), đèn chiếu sáng, đèn hiển thị và các chức năng điều khiển trong cabin (đèn,
quạt, nút nhấn, đèn nhớ, đèn cứu hộ, chuông dừng tầng, liên lạc nội bộ bên trong và
bên ngoài phòng thang, nút nhấn và cảm biến mở, giữ cửa, nút nhấn đóng cửa sớm,
đèn và chuông báo quá tải...). Ngoài ra còn có hệ thống điều khiến và nhận biết
đóng/ mở cửa cabin, hệ thống an toàn (nóc thoát hiểm, thắng cơ), hệ thống cảm biến
đếm và dừng ngang tầng (dùng cảm biến quang hoặc từ).
7

1- 1.2.2. Cửa tầng.

Khi đứng tại tầng chúng ta sẽ thấy cửa tầng thang máy, cùng với hộp điều
khiển tầng gồm có: hiển thị trạng thái thang đang hoạt động (thang đang ở tầng nào,
chiều phục vụ hiện tại, thang đang ở chế độ kiềm tra bảo dường, báo lỗi...), nút
nhấn gọi thang (loại có đèn nhớ), 0 khoá hoạt động của thang hoặc khoá gọi sử
dụng thang.
Trạng thái bình thường thì các cửa tầng đều được đóng kín (có cơ cấu kho á
cơ khí bên trong chuyên môn gọi là doorlock, nếu muốn mở được cửa từ bên ngoài
thì bạn phải có chìa khoá đê mở doorlock này ra, trên các doorlock được bố trí tiếp
điểm điện đề nhận biết cửa đóng kín). Cửa tầng được thiết kế luôn luôn có xu
hướng đóng lại nhờ vào đối trọng cửa luôn kéo cửa đóng. Muốn mở cửa ra thì phải
tác dụng lực lớn hơn lực kéo này (một số thang Châu Âu không sử dụng đối trọng
mà dùng lò xo. Thang máy chi hoạt động khi tất cả các cửa đều được đóng kín, khi
thang ngang bằng tầng thì cửa cabin mớ ra kéo theo cửa tầng mở, nếu cửa đã đóng
kín rồi mà tiếp điềm cửa không đóng thì bộ điều khiển cũng hiểu là cửa chưa đóng
và thang không hoạt động. Tuỳ vào thiết kế mỗi thang mà cửa tầng có 1 hoặc nhiều
cánh, các cánh cửa này sẽ liên kế truyền động với nhau đê chúng mở đồng bộ.
1- 1.2.3. Phòng điều khiển.

a. Phần động lực.
Đa số máy kéo thang máy hiện nay sử dụng động cơ 3 phases 380V được kết
nối với hộp số (giảm tốc độ, tăng hệ số chịu tải), máy kéo có tiêu chuẩn riêng cho
từng loại thang và được sản xuất đồng bộ ở nước ngoài (Việt Nam chưa sản xuất
được máy kéo thang máy). Đối với thang tốc độ cao người ta sử dụng trực tiếp tốc
độ của động cơ (gọi là động cơ không hộp số, Gearless). Mỗi loại máy kéo sê có
thông số chịu tải và tốc độ kéo cabin nhất định. Thông thường ngoài Puly chính của
máy kéo, còn có các Puly đờ phụ, dùng đổ thay đổi hướng đi của cáp tải, vị trí và
kích thước của các Puly đờ phụ này được tính toán sao cho góc ôm là hợp lý, nếu

góc ôm nhỏ quá sê sinh ra hiện tượng trượt cáp, còn nếu góc ôm lớn quá thì cáp
mau mỏi, ma sát với Puly lớn làm giảm tuồi thọ cáp tải. Tuỳ vào thiết kế riêng của
từng thang mà máy kéo có thể lắp đặt ngay trên giếng thang, sàn tầng dừng trên
8


cùng hoặc sàn tầng dừng thấp nhất, hay bố trí bên trong hổ thang (thang không
phòng máy)
b. Phân điểu khiên.
Phần này được sử dụng đê điều khiên toàn bộ hoạt động của thang máy. Ket
hợp điều khiển bàng PLC và VĐK.
c. An toàn.
Thang đang hoạt động có thế xảy ra hiện tượng đứt cáp truyền động hoặc cáp
truyền động bị trượt trên Puly kéo. Hệ thống hoạt động như sau: khi cabin di
chuyền với tốc độ cao hon quy định hoặc đứt cáp treo thì đầu tiên switch an toàn
trên Puly Govenor chính sè ngắt, toàn bộ hệ thống điều khiến thang bị ngắt hoàn
toàn. Đồng thời có một switch an toàn phụ được lắp tại tay giật ổ thắng đế nhận biết
tay giật dịch chuyển. Trong trường họp phòng thang vẫn tiếp tục di chuyển sau khi
hệ thống điều khiển đã ngắt thì cơ cấu lực li tâm của Puly Govenor chính hoạt động,
nó nêm chặt sợi cáp lại. Như ta đã biết sợi cáp thì di chuyển theo thang, khi bị nêm
lại thì tất nhiên quán tính của nó sẽ giật tay giật ổ thắng, cơ cấu ổ thắng sẽ lập tức ép
chặt rail dẫn hướng giữ cabin lại.
Ngoài ra còn có hệ thống phanh bảo hiêm (chuyên môn gọi là thắng cơ khí).
Thắng cơ khí được bố trí cạnh máy kéo (có thê thắng đĩa hoặc thắng càng, ơ trạng
thái bình thường thì lực ma sát tĩnh của thắng cơ khí sẽ không cho trục moto quay,
giữ chặt phòng thang cố định, muốn thang di chuyển được ta phải mở thắng cơ khí
này ra bằng cách cấp dòng điện vào cuộn thắng.
1- 2. CÁC HỆ TRUYỀN ĐỘNG DÙNG CHO THANG MÁY.
Hiện tại có rất nhiều dạng hệ truyền động được úng dụng cho các loại thang
máy. Trước đây hệ truyền động với động cơ một chiều luôn chiếm ưu thế trong các

loại thang máy và máy nâng nhưng ngày nay, với sự phát triên của các loại biến tần
công nghiệp, hệ truyền động với động cơ không đồng bộ cũng đã được úng dụng
một cách rộng rãi. Việc lựa chọn hệ truyền động phải dựa trên các yêu cầu:
- Độ dừng chính xác buồng thang
- Tốc độ di chuyển buồng thang
9


- Phạm vi điều chỉnh tốc độ yêu cầu
Hệ truyền động với động cơ không đồng bộ được sử dụng trong các loại
thang máy, máy nâng có tốc độ thấp và trung bình. Với động cơ không đồng bộ ta
có thế lựa chọn các phương án truyền động:
- Hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ, rôto lồng sóc
thường dùng trong các thang máy và máy nâng có tốc độ thấp và tải trọng nhỏ.
- Hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ rôto dây quấn
thường dùng cho các thang máy và máy nâng có tải trọng lớn, cho phép nâng cao
chất lượng của hệ thống truyền động khi tăng, giảm tốc, nâng cao độ chính xác khi
dừng.
- Hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc hai
cấp tốc độ (có hai dây quấn stato độc lập nối theo sơ đồ hình sao) thường dùng
trong các thang máy có tốc độ trung bình, sổ đôi cực của dây quấn stato thường
chọn là 2p = 6 -» 2p = 24 hoặc 2p = 4 2p = 20, tương đương với tốc độ đồng bộ
của động cơ là 1000/250vòng/phút hoặc 1500/300vòng/phút.
- Hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc đựơc
cấp nguồn từ bộ biến tần dùng trong các thang máy có tốc độ cao (v > l,5m/s), cho
phép hạn chế được gia tốc và độ giật trong giới hạn cho phép và đạt độ chính xác rất
cao khi dừng (AS < ±5mm).
Hệ truyền động với động cơ đồng bộ thường dùng trong các máy nâng có tải
trọng lớn, công suất động cơ truyền động p > 300kW. Loại hệ truyền động này
thường chỉ sử dụng trong các ngành khai thác mỏ.

Hệ truyền động với động cơ một chiều thường dùng trong các thang máy có
tốc độ cao (V > ±l,5m/ s). Có hai dạng hệ truyền động thường được ứng dụng:
- Hệ F-Đ, là hệ máy phát một chiều - động cơ một chiều có khuyếch đại
trung gian làm nguồn cấp cho cuộn kích từ của máy phát. Hệ này thường dùng cho
các loại thang máy cao tốc, có khả năng đảm bảo sơ đồ chuyến động hợp lý, nâng
cao độ chính xác khi dừng. Nhược diêm của hệ này là công suất lắp đặt cao, lớn gấp
3 đến 4 lần so với hệ xoay chiều, phức tạp trong vận hành và sửa chừa.

10


- Hệ T-Đ, máy phát một chiều được thay bằng bộ chỉnh lưu thyristor. Hiện
nay với sự phát triển của lĩnh vực điện tử công suất lớn, loại hệ truyền động này đã
được áp dụng rông rãi và đã thay thế cho hệ F-Đ.
Như vậy, diêm lại ta có thê thấy hệ truyền động dùng trong thang máy cũng
rất đa dạng có thể ứng dụng cả động C0’ một chiều và động cơ xoay chiều. Tuy
nhiên cũng giống như xu thế chung của các ngành công nghiệp khác, động cơ điện
xoay chiều đang dần thay thế cho các loại động cơ một chiều bới tính đơn giản
trong thiết kế, chế tạo và có khả năng linh động trong việc chọn lựa hệ truyền động
phù họp với yêu cầu công nghệ. Hơn nữa xét về tính kinh tế hệ dùng động cơ không
đồng bộ có giá thành thấp hơn và ít phải bảo dường hơn động cơ một chiều. Trước
đây, với những hệ truyền động đỏi hỏi độ chính xác cao, động cơ một chiều luôn là
sự lựa chọn số một, hiện tại với sự phát triển của các bộ biến tần bán dẫn, động cơ
không đồng bộ với bộ nguồn biến đổi tần số có thề cho chất lượng điều chỉnh rất
cao và hoàn toàn có thể thay thế cho động cơ điện một chiều.
Nói riêng trong ứng dụng thang máy, với các loại thang máy chở người
không đòi hỏi công suất động cơ truyền động quá lớn do đó động cơ không đồng bộ
điều khiển bằng bộ biến tần vừa đơn giản lại có thể cho chất lượng điều chỉnh rất
cao, ôn định. Với bộ biến tần ta có thê điều chỉnh tốc độ động cơ trong dải khá rộng,
khả năng hãm và dừng với độ chính xác cao, đây chính là yêu cầu rất quan trọng với

thang máy.
NHẢN XÉT:
Đây là những cơ sở lý thuyết vô cùng cần thiết chúng em cần được trang bị,
trước khi bắt tay vào khảo sát thực tế. Với một cái nhìn tổng quan về thang máy đã
có sẽ giúp chúng em hoàn thành tốt và nhanh công việc khảo sát thực tế trình bày ớ

11


CHƯƠNG II
KHẢO SÁT THANG MÁY KHOA MAY
2- 1. CẤU TRÚC THANG.
2- 1.1. Giếng thang.

Giếng thang là khoảng không gian hoạt động lên xuống của thang máy.
Trong giếng thang có các rail dẫn hướng của cabin và đối trọng, cáp chịu lực và
truyền động chính cho cabin. Phần đáy hố bố trí các giảm sóc là hai lò xo.
Hệ thống điện dọc hố thang:
- Ở hai tầng, tầng 1 và tầng 4 mỗi tầng bố trí 2 giới hạn hành trình. Cabin
được găn một thanh cam đê có thê tác động các tiêp diêm của các giới hạn hành
trình này. Khi cabin tác động hộp đầu tiên theo chiều di chuyến (GHT hay GHD )
thì bắt buộc phải giảm tốc độ, đồng thời Reset bộ đếm. Neu tiếp tục tác động giới
hạn hành trình thứ 2 (GHTC hay GHDC) thì toàn bộ hệ thống điều khiên sè ngắt.
- Tại vị trí bàng tầng của các tầng đều được gắn vào rail dẫn hướng một cờ
chắn. Khi cảm biến quang được gắn ớ đầu cabin gặp cờ thì tác động đế dừng thang
tại vị trí bằng tầng.

Hình 2.1: Cảm biến quang phát hiện vị trí băng tầng.
- Trong giếng thang còn có hệ thống đèn chiếu sáng dọc hố, các tiếp điếm
cửa tại các tầng, đường dây của mạch an toàn cửa.

- Hệ thống điện di chuyến theo cabin có hai cáp (loại cáp dẹp, chuyên môn
gọi là cáp Cordon): bao gồm tủ điều khiển trên cabin (có các công tắc hoạt động
thang, nút nhấn điều khiển thang di chuyền lên/ xuống để phục vụ công tác kiểm tra
bảo dường), đèn chiếu sáng, đèn hiển thị và các chức năng điều khiển trong cabin
12


(đèn, quạt, nút nhấn, đèn nhớ, đèn cứu hộ, chuông dừng tầng, liên lạc nội bộ bên
trong và bên ngoài phòng thang, nút nhấn và cảm biến mở, giữ cửa, nút nhấn đóng
cửa sớm, đèn và chuông báo quá tải...). Ngoài ra còn có hệ thống điều khiển và
nhận biết đóng/ mở cửa cabin, hệ thống an toàn (nóc thoát hiêm, tay giật thắng cơ).
- Dưới hố thang còn có Puly đối trọng Govenor có tác dụng làm căng sợi
cáp cùng với Puly Govenor trên phòng điều khiển. Sợi cáp này được nối với tay giật
phanh cơ khí lắp ở đầu cabin, có tác dụng khi cabin di chuyên quá tốc độ cho phép.
2- 1.2. Cửa tầng.
Cửa tầng thực tế của thang máy tại Khoa May là loại đóng mở về một
phía.Trạng thái bình thường thì các cửa tầng đều được đóng kín (có cơ cấu khoá cơ
khí bên trong chuyên môn gọi là doorlock, nếu muốn mở được cửa từ bên ngoài thì
bạn phải có chìa khoá đê mớ doorlock này ra, trên các doorlock được bố trí tiếp
điểm điện để nhận biết cửa đóng kín). Cửa tầng được thiết kế luôn luôn có xu
hướng đóng lại nhờ vào lò xo.
Thang máy chỉ hoạt động khi tất cả các cửa đều được đóng kín, khi thang
ngang bàng tầng thì cửa cabin mở ra kéo theo cửa tầng mở, nếu cửa đã đóng kín rồi
mà tiếp điểm cửa không đóng thì bộ điều khiển cũng hiểu là cửa chưa đóng và
thang không hoạt động.
Hai bên cửa cabin có gắn cảm biến quang phát hiện di chuyển vào, ra cabin
đề tránh trường hợp haàn khách bị kẹt do cánh cửa đóng. Trong quá trình cánh cửa
đóng nếu có hành khách ra vào đột ngột thì cửa tự động mở ra.

Hình 2.2: Bố trí cảm hiến phát hiện di chuyên ra vào cabin.

Tại cửa tầng còn bảng hiện thị trạng thái hoạt động của thang và các nút ấn gọi
thang.
13


2-1.3.Phòng điều khiển .

2- 1.3.1. Phần động lực.

Phần động lực của thang máy gồm một động cơ kéo ca bin và một động cơ
mớ cửa cabin. Cả hai động cơ này đều được sử dụng là động cơ 3 phases 380V .
Động cơ kéo cabin được kết nối với hộp số (giảm tốc độ, tăng hệ số chịu tải).

Hình 2.3: Động cơ kẻo cabin.
2- 1.3.2. Phần điều khiến.

Các thiết bị điều khiển thang máy được lắp đặt trong tủ điều khiển bao gồm:
- Bộ nút ấn có thể điều khiến thang Manule ở phòng điều khiển.
- Bộ điều khiển và xử lý lệnh được sử dụng là PLC S7-200 CPƯ224, có mô
đun mở rộng EM223 và EM222.
- Thiết bị công suất: Biến tần SIEMENS MM440 và MM420, công tắc tơ,
áp tômát.
- Các rơ le trung gian.
Nhận xét về nguyên lý điều khiên cuả thang máy.
- Các tín hiệu điều khiển từ các tầng và cabin đều được đưa về bộ xử lý
trung tâm PLC.

14

- Biến tần và PLC được kết nổi với nhau qua các đầu vào và ra số trên PLC và biến
tần. Các tín hiệu điều khiển từ đầu ra PLC, qua các rơ le trung gian đưa tới đầu vào
số của biến tần đế điều khiển động cơ kco cabin và động cơ mở cửa cabin.
- Động cơ kéo ớ đây được điều khiên theo vòng kín có phản hồi tốc độ sử
dụng Encoder. Tín hiệu phản hồi từ Encoder gắn ở đầu trục động cơ được đưa tới
các đầu vào môdul ENCODER của biến tần MM440.
- Việc xác định toạ độ của buồng thang được sử dụng là dùng bộ mã hoá
vòng quay (encoder) gắn vào đầu trục hộp số, dựa trên việc đếm số xung phát ra
người ta xác định được toạ độ và tốc độ di chuyến của buồng thang. Khi trục đồng
cơ quay theo chiều kim đồng hồ thì bộ đếm sè đếm tiến còn khi quay ngược chiều
kim đồng hồ thì bộ đếm sẽ đếm lùi. Tuy nhiên do sai số của bản thân bộ mã hoá
vòng quay nên việc xác định toạ độ buồng thang sẽ có sai số, nếu không có biện
pháp khắc phục thì sai số sẽ được tích luỹ và buồng thang sẽ không được điều khiển
chính xác. Để khắc phục sai số phải dùng một bộ cảm biến đổ xác định vị trí chính
xác của sàn tầng.

Hình 2.4: Tủ điện.

15


1
RN
I
K1
I__

II
K2
I____

Cầu nối 1

2-1.5. Hệ
So’ thống
đồ mạch
điện.
2-1.4.
an toàn.

Cầu nối 3

đang
2- Thang
1.5.1. Sơ
đồ hoạt
bố tríđộng
tủ có thể xảy ra hiện tượng đứt cáp truyền động hoặc cáp
điện.
truyền động bị trượt trên Puly kéo. Hệ thống hoạt động như sau: khi cabin di

Cầu nối 2

Cầu nối 4

chuyền với tốc độ cao hơn quy định hoặc đứt cáp treo thì đầu tiên switch an toàn
trên Puly Govenor chính sẽ ngắt, toàn bộ hệ thống điều khiến thang bị ngắt hoàn
toàn. Đồng thời có một switch an toàn phụ được lắp tại tay giật ô phanh đê nhận

MM440

biết tay giật dịch chuyển. Trong trường
MM420 hợp cabin vẫn tiếp tục di chuyển sau khi hệ
thống điều khiển đã ngắt thì cơ cấu lực li tâm của Puly Govenor chính hoạt động, nó
nêm chặt sợi cáp lại. Như ta đã biết sợi cáp thì di chuyến theo thang, khi bị nêm lại
thì tất nhiên quán tính của nó sẽ giật tay giật ổ thắng, cơ cấu phanh sẽ lập tức ép
chặt rail dẫn hướng giữ cabin lại.

BOARD TEST

Hình 2.5 : Puỉy Govenor
Ngoài ra còn có hệ thống phanh bảo hiêm (chuyên môn gọi là thắng cơ khí).
Thắng cơ khí được bố trí cạnh máy kéo . Ở trạng thái bình thường thì lực ma sát
BA
tĩnh của11GV
thắng cơ khí sẽ không cho trục moto quay, giữ chặt cabin cổ định, muốn

thang di chuyển được ta phải mở thắng cơ khí này ra bàng cách cấp dòng điện vào
cuộn thắng.

Sơ đồ bố trí tủ điện

Hình 2.7: Sơ đồ bo trí tủ
Hình 2.6: Phanh điện từ.
điện.
17
16


2-1.5.2. Mạch động lực.

Hình 2.8: Sơ đồ mạch động lực.

18


1M

1L

I0.0

2-1.5.4.
đô đâu
và ra của CPU224.
2-1.5.3. Sơ
Mạch
điêuvào
khiên.

10.1

A

I0.2
I0.3

I0.4
I0.5

I0.6

I0.7
2M
11.0

c
p
u
2
0

B

24VDC

-► MM

2M<-

2L

F5

44CB
R4

78I I 1112

C_UP
12 8

ENCODER

Rt

R5
7.8 I I 1112

C_DOWN
11 7

GHD

Rt

GHT

u

Rt

-vt•

HIGHT

10 6
EN

95

CBTW

-----------yf-

OUT CTHT AT CBcr

3L

MM
4206
-► OPEN

STOP cn CE C13 cu

-► CLOSE

11.1
11.2
11.3

NĐ

4

► cs
M◄
MC

-> EM223
,1L

11.4
ĐC

11.5
M

L1

CBQC
Board test

CBCP

L+

TĐTĐM

■4F-

TĐTĐĐ

-iP

NM

3L

Sơcác
đồ mạch
điều

Hình Hình
2.10:2.9.
Sơ đồ
đầu vào
rakhiên.
CPU224.

20


2-1.5.5. Sơ đô đâu vào và ra của môdul mở rộng EM223.

21


2-1.5.6. Sơ đô mạch điêu khiên tín hiệu trong cabin.

PLC

Cordon CI.2

LED 7 thanh

Q4.7--------11.14Q4.6--------11.15Q4.5---------11.16
Q4.4-----------1.15 Q4.3-----------1.16 Q4.2-----------1.17 Q4.1-----------1.18 -

vcc-------- II.2 -

R5.6--------1.19
R6.6--------I.20

C1
12.4 -

11.17

12.5 -

11.18

12.6 -------11.19

I2.7
Q2.4
Q2.5
Q2.6
Q2.7

11.1
11.0

— II. 20

11.21
II.22
II. 23
-1.23
-I.22
-

1.21

1.13

Hình 2.12. Sơ đồ mạch điều khiên tín hiệu trong cabin.

22


2-1.5.7. Sơ đồ mạch điều khiến tín hiệu ngoài cửa tầng.

PLC

Q3.3
13.4
Q3.2
13.3
Q
2.
3
12.3
Q
3.
1
13.2
Q

LED 7 thanh

Blue

White
Blue
VVhite
Green
Yellow
Blue
White
Green
Yellovv
Green & Blue
Yellovv

Hình 2.13: Sơ đô mạch điều khiên tín hiện ngoài cửa tầng.

23


2- 2. HỆ TRUYỀN ĐỘNG THANG MÁY KHOA MAY .
Sau quá trình tìm hiếu khảo sát thực tế tại khoa May, đã xác định hệ truyền
động của thang máy sử dụng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc được điều khiển
bởi biến tần với hệ điều khiến dùng PLC. Các thông số của hệ truyền động thu thập
được:
Máy kéo sử dụng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc có các thông số sau:
- Mã hiệu: Tipo GF 132S.22
- Tốc độ định mức: n = 1425 vòng / phút
- Điện áp định mức: uđm = 400 V
- Dòng điện định mức: Idm = 13 A
- Hệ số công suất: cos (p = 0,84
- Công suất định mức: pđm = 5,5 kw
- Tần số định mức: f = 50 Hz

- Độ chênh lệch nhiệt độ so với môi trường cho phép: 40°c max
Động cơ được nối với hộp số có tỉ số truyền là 1/43, đường kính puly chủ
động là 54 cm.
Phanh hãm động cơ có điện áp làm việc là 110 VDC, dòng làm việc 0,92 A .
Động cơ máy kéo được điều khiến bằng biến tần MM440 của hãng siemen
có thông số cụ thể như sau:

Hình 2.14: Biến tần MM440.
- MM440: 6SE6440-2UD27-5CA1.
- Nguồn cung cấp: 3 pha 380 - 480 V, 47 -63 Hz.
24


- Dải tân sô đâu ra: 0 - 650 Hz.
- Có 6 đầu vào số có thể lập trình được.
- 2 ngõ vào tương tự.
- 2 ngõ ra tương tự.
- Loại A, kích cờ H X w X D: 245 X 185 X 195.
- Dải nhiệt độ làm việc: -10°c - +50°c.
Động cơ kéo cửa được điều khiên bới biến tần MM420 có các thông số cụ
thê như sau:

Hình 2.15: Biến tần MM420.
- MM420: 6SE6420 -2UC17 -5AA1.
- Nguồn cung cấp: 1 hoặc 3 pha 200 -240 V ±10%, 10 45 -63 Hz .
- Dải tần số đầu ra: 0 - 650 Hz.
- Công suất: 0,75 kw.
- 3 đầu vào số có thể lập trình được.
- 1 ngõ vào tưong tự: 0 -10 V.
- 1 ngõ ra tương tự: 0 -20 mA.

- Loại A, kích cở H X w X D: 173 X 73 X 149 .
2-3. THIẾT BỊ ĐIÈU KHIỂN THANG MÁY KHOA MAY.
Thang máy này được điều khiên bởi bộ điều khiến logic khả trình PLC
S7200 của hãng siemen bao gồm: CPU 224 AC/DC/RLY; hai modul vào / ra số:
25


2-3.1. Modul CPU 224 AC/DC/RLY: 214 -1BD22 -0XB0.

Hình 2.16 : Môdul CPU 224.
- Kích thước (W X H X D): 120,5 X 80 X 62
- Khối lượng: 410 g
- Công suất tiêu thụ: 9 w
- Nguồn cấp 120/220 VAC
- Đầu vào số: 14 đầu X 24VDC
- Đầu ra số: 10 đầu dạng rơle, 2A
- Có 6 bộ đếm tốc độ cao 20 kHz
- 2 bộ tạo xung 20 kHz
- Bộ nhớ chương trình 8 kB
- Bộ nhớ dữ liệu 5 kB
- Có thể quản lí được 7 modul mở rộng vào/ra ( 256 đầu số ); 16 đầu vào và
16 đầu ra tương tự.
- Có 256 bộ định thời, 256 bộ đếm
- 1 cổng RS-485

26


2-3.2. Modul EM 223 DC/Relay: 223-1PL21-0XA0.

Hình 2.17: Môduỉ mở rộng EM223.
- Nguồn hoạt động 24 VDC
- Có 16 đầu vào số 24 VDC max 30 V
- 16 đầu ra số dạng rơle, dòng làm việc 2 A, điện áp làm việc 5 -30 VDC
hoặc 5 - 250 VAC
- Kích thước (W

X

H

X

D): 137,3

X

80

X

62

2-3.3. Modul EM 222 Relay output: 222 -1PL21-0XA0.

Hình 2.18: Môdul mở rộng EM222.

27

Đây là modul đầu ra số có 8 đầu ra dạng rơ le có dòng làm việc 2A, điện áp
làm việc 5 -30 VDC hoặc 5 - 250 VAC. Nguồn hoạt động 24 VDC.
2-4. KIỂM TRA LƯA CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG cơ.
Các thông số cơ bản của thang máy:
- Số tầng của toà nhà: n = 4
- Chiều cao mỗi tầng: h = 3,6m
- Tải trọng tối đa của thang máy: G = 600kg
- Khối lượng buồng thang khi không tải: GBTKT = 870kg
- Khối lượng của đổi trọng là: mĐT = 1140 kg
- Tốc độ tối đa: V = 0,75 m/s
- Gia tốc: a = 1 m/s2
- Đường kính Puly quấn cáp: D = 0,52 m
Việc tính toán công suất động cơ được tiến hành theo các bước sau:
2-4.1. Tính lực kéo đặt lên puly.
Mô hình động học của hệ thống thang máy:
Puly chủ động

Hình 2.19. Mô hình động học của hệ thông máy
28