Thiết kế hệ điều khiển logíc cho thang máy 5 tầng

Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng

Lời nói đầu

Thang máy là thiết bị vận chuyển ngời và hàng hoá theo phơng

thẳng đứng trong các nhà cao tầng. Trong những công trình cao tầng
thang máy là thiết bị không thể thiếu. Thang máy giúp cho việc đi lại
trong các toà nhà cao tầng dễ dàng hơn. Tiết kiệm sức lực và thời gian của
con ngời. Chính vì vậy từ khi xuất hiện tới nay thang máy luôn đợc
nghiên cứu, cải tiến, hiện đại hoá để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của
khách hàng.
Những năm cuối thế kỷ XX đầu thế kỷ XXI. Nhờ ứng dụng những
thành quả của kỹ thuật điện tử, vi xử lý vào lĩnh vực tự động hoá đã mang
lại những thành tựu to lớn. Nó thay đổi hoàn toàn bộ mặt của nền sản
xuất công nghiệp truyền thống. Tạo ra một thế hệ máy móc thông minh,
linh hoạt. Cùng với sự phát triển của khoa học. Thang máy ngày càng đợc
hoàn thiện hơn có tốc độ cao, dừng êm, tiêu tốn ít năng lợng.
Trong thời gian học tập tại trờng Đại học Bách khoa Hà Nội tôi đã
đợc đào tạo có hệ thống, tiếp thu đợc kiến thức hiện đại, tiên tiến của lĩnh
vực tự động hoá.
Sau một thời gian thực tập tại Trờng và Tổng công ty lắp máy Việt
nam. Đợc sự đồng ý của thầy giáo hớng dẫn, Tôi đợc giao nhiệm vụ thực
hiện thiết kế đồ án tốt nghiệp:

"Thiết kế hệ điều khiển logíc cho thang máy 5 tầng"
Do thời gian thực tập và trong phạm vi giới hạn của bản đồ án tốt
nghiệp nên tôi không thể trình bày hết mọi vấn đề của hệ truyền động,
điều khiển của một thang máy hiện đại. Mà chỉ tập trung nghiên cứu các
phần chính sau:
- Giới thiệu chung về thang máy.

- Giới thiệu về các hệ truyền động.
- Tính chọn công suất động cơ.
- ứng dụng bộ điều khiển khả trình PLC vào điều khiển thang máy.

1


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
Sau thời gian hơn 4 tháng nghiên cứu và thực hiện bản đồ án của tôi
đã hoàn thành. Tuy nhiên số lợng thang máy lắp đặt ở nớc ta cha lớn và
sự hiểu biết về thang máy còn nhiều hạn chế. Vì vậy quyển đồ án này của
tôi không tránh khỏi nhiều sai sót. Kính mong đợc sự góp ý và chỉ bảo
của Thầy, cô.
Xin đợc bày tỏ lòng biết ơn đến Thầy Võ Việt Sơn - Ngời đã tận
tình chỉ bảo, hớng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện bản đồ án này.
Xin đợc chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Văn Liễn chủ nhiệm bộ
môn cùng các Thầy, cô trong bộ môn Tự động hoá và các bạn đã giúp tôi
hoàn thành bản đồ án này.
Hà nội 20 tháng 9 năm 2002
sv. Nguyễn Thúc Hoan

2


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng

Chơng I

Giới thiệu chung về thang máy
I.1 Khái niệm chung:

Thang máy là thiết bị chuyên dụng để vận chuyển ngời, hàng hoá...
theo phơng thẳng đứng và theo một tuyến xác định. Thang máy đợc dùng
trong các toà nhà cao tầng, trong các nhà máy hiện đại...
Thang máy xuất hiện rất sớm, từ cuối thế kỷ XIX nó đợc dùng trong các
nhà máy công nghiệp, các công trình xây dựng lớn để vận chuyển hàng
hoá và vật liệu xây dựng....Vấn đề nan giải nhất đối với thang máy là an
toàn. Cho nên thang máy thời bấy giờ cha đợc dùng để chở ngời. Chỉ
đến khi một kỹ s ngời Mỹ tên là OTIS (Ngời sau này đã thành lập nên
hãng thang máy nổi tiếng OTIS ELEVATOR Co.) chế tạo đợc hệ thống
phanh an toàn cho thang máy thì lúc đó thang máy mới đợc chở ngời
trong các tầng nhà cao tầng.
Thang máy chở ngời ra đời là một phơng tiện giao thông tuyệt vời
cho các toà nhà cao tầng. Nó đã giải quyết đợc bài toán giao thông cực
kỳ khó khăn cho các công trình cao tầng. Đặc điểm vận chuyển của
thang máy so với các phơng tiện vận chuyển khác là thời gian vận
chuyển của một chu kỳ nhỏ. 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, tiện nghi của công trình. Nhiều quốc gia trên thế giới
đã quy định đối với các toà nhà cao 6 tầng trở lên phải đợc trang bị
thang máy. Để đảm bảo cho ngời đi lại thuận tiện, tiết kiệm thời gian và
tăng năng suất lao động. Tuy nhiên với những công trình đặc biệt nh:
Nhà máy, Khách sạn, Bệnh viện.. mặc dù số tầng < 6 nhng do yêu cầu
phục vụ vẫn cần đợc trang bị thang máy.
3


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
Thang máy chỉ có ca bin đẹp, sang trọng, thông thoáng, vận hành
êm thì cha đủ điều kiện đa vào sử dụng. Mà phải có đầy đủ các thiết bị

an toàn đảm bảo độ tin cậy nh: Điện chiếu sáng dự phòng, điện thoại nội
bộ, chuông báo, bộ hãm bảo hiểm...
Thang máy là một thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm
ngặt vì liên quan trực tiếp đến tính mạng con ngời. Vì vậy yêu cầu chung
với thang máy: Khi thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng và sửa
chữa phải tuân thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu về kỹ thuật an
toàn đợc quy định trong các tiêu chuẩn, quy phạm.
I.2 Phân loại thang máy:
I.2.1. Phân loại theo công dụng:
1. Thang máy chở ngời trong các toà nhà cao tầng:
Có tốc độ trung bình hoặc lớn. Đòi hỏi vận hành êm, an toàn và
mỹ thuật.
2. 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. Ngoài ra kích
thớc ca bin phải đủ lớn để chứa băng ca hoặc giờng của bệnh nhân cùng
với bác sỹ, nhân viên và các trang thiết bị đi kèm.
3.Thang máy trong hầm mỏ xí nghiệp:
Đáp ứng đợc các điều kiện làm việc khắc nghiệt trong môi trờng
công nghiệp nh: Tác động của độ ẩm, nhiệt độ, thời gian làm việc lớn,
ăn mòn do hoá chất.
4. Thang máy chở hàng:
Đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp nó đòi hỏi yêu cầu cao về
dừng chính xác ca bin. Đảm bảo việc vận chuyển hàng hoá lên xuống dễ
dàng.
I.2.2. Phân loại theo tải trọng:
- Thang máy loại nhỏ:
Q < 500kg.
- Thang máy loại trung bình: Q = 500 ữ 2000kg
4

Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
- Thang máy loại lớn:

Q > 2000kg.

I.2.3. 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 ữ 1,5 m/s
- Thang máy cao tốc :
V = 2,5 ữ 5 m/s.
I.3. Các yêu cầu đối với thang máy:
I.3.1. Yêu cầu về an toàn:
Đối với thang máy yêu cầu về an toàn là quan trọng nhất. Nhất là
thang máy chở ngời vì nó liên quan trực tiếp tới tính mạng con ngời. Để
đảm bảo an toàn cho thang máy làm việc thì mọi bộ phận của thang phải
đợc đảm bảo theo các tiêu chuẩn an toàn của nhà nớc. Giữa phần điện và
phần cơ khí phải có khoá liên động chặt chẽ. Các bộ phận cơ khí phải
thoả mãn điều kiện an toàn thì phần điện mới đợc phép hoạt động. Để
đảm bảo an toàn buồng thang phải đợc treo bằng nhiều sợi cáp. Các sợi
cáp phải có độ căng nh nhau. Để đề phòng trờng hợp xấu nhất, thang
phải đợc trang bị phanh an toàn, có nhiệm vụ dừng thang khi thang vợt
quá tốc độ cho phép hoặc khi cáp treo bị đứt.
I.3.2. Yêu cầu dừng chính xác buồng thang:
Buồng thang phải đợc dừng chính xác so với mặt sàn của tầng cần
dừng. Nếu buồng thang không dừng chính xác sẽ gây khó khăn cho
hành khách ra vào. Làm tăng thời gian dẫn đến giảm năng suất của
thang. Đối với thang vận chuyển hàng hoá, dừng thang không chính xác

sẽ gây khó khăn cho việc bốc xếp. Nhiều trờng hợp không thể thực hiện
đợc việc bốc xếp hàng hóa.
I.3.3. Yêu cầu về hạn chế độ giật của thang:
Một trong những yêu cầu cơ bản đối với thang máy chở ngời là
phải đảm bảo cho buồng thang chuyển động êm. Buồng thang chuyển
động êm hay không phụ thuộc vào gia tốc khởi động và hãm dừng.
Tốc độ di chuyển trung bình của thang quyết định đến năng suất của
thang. Tốc độ đó có thể thay đổi bằng tăng hoặc giảm thời gian hãm mở
5


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
máy. Nhng khi giảm thời gian hãm, mở máy gia tốc lớn sẽ gây khó chịu
cho hành khách nh: Giật mình, chóng mặt, nghẹt thở...
Gia tốc tối u cho thang máy là: a 2 m/s2. Gia tốc tối u đảm bảo năng
suất cao không gây khó chịu cho hành khách đợc đa ra trong bảng sau:
Tham số
Tốc độ thang máy (m/s)
Gia tốc cực đại (m/s2)
Gia tốc tính toán TB (m/s2)

Hệ truyền động
Xoay chiều
Một chiều
0,5
0,75
1
1,5
2,5
1

1
1,5
1,5
2
0,5
0,5
0,8
1
1

3,5
2
1,5

I.3.4. Các yêu cầu khác:
- Thang máy làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại nên yêu cầu thiết
bị đóng cắt mạch lực phải làm việc an toàn, chắc chắn và chịu đợc tần số
đóng cắt cao.
- Ngời sử dụng thang máy hầu hết không có chuyên môn về thang
máy do đó mạch điều khiển phải thiết kế đơn giản, dễ hiểu. Logic điều
khiển phải đầy đủ, chặt chẽ.
- Thang máy đợc đặt trong các công trình xây dựng nên ngoài tính
tiện nghi, an toàn còn phải có tính thẩm mỹ cho công trình.
I.4. Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động:
Thang máy có nhiều kiểu khác nhau nhng nhìn chung có các bộ
phận chính sau: Cabin và hệ thống treo cabin- Cơ cấu đóng mở cửa
cabin - Bộ hãm bảo hiểm - Cáp nâng - Đối trọng và hệ thống cân bằng Hệ thống ray dẫn hớng - Tủ điện điều khiển cùng các trang thiết bị điện
để điều khiển thang hoạt động theo đúng chức năng - Cửa tầng - Cửa
cabin cùng hệ thống khoá liên động.
I.4.1 Cấu tạo chung của thang máy chở ngời:

Hình vẽ 1.1 là sơ đồ cấu tạo của thang máy, dẫn động bằng tời điện
với puly cáp bằng ma sát.
1. Tủ điện điều khiển.
6


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
2. Bộ phận hạn chế tốc độ.
3. Cơ cấu đóng mở cửa.
4. Cửa cabin.
5. Sàn cabin.
6. Sàn tầng.
7. Cửa tầng.
8. Cáp của bộ phận hạn
chế tốc độ.
9. Thiết bị căng cáp hạn
chế tốc độ.
10. Hố thang.
11. Giảm chấn.
12,13. Ray dẫn hớng cho
đối trọng và cabin.
14. Đối trọng.
15. Giếng thang.
16. Ngàm dẫn hớng.
17. Bộ phận hãm bảo hiểm.
18. Cabin.
19. Hệ thống treo.
20. Cáp nâng.
21. Bộ tời kéo.
22. Buồng máy.

Hình I.1. cấu tạo thang máy chở ngời
Bộ tời kéo (21) đợc đặt trong buồng máy (22) nằm ở phía trên giếng
thang (15). Giếng thang chạy dọc theo chiều cao của công trình đợc xây
bằng gạch và bê tông. Chỉ có các cửa vào và ra để lắp đặt cửa tầng (7).
Trên kết cấu chịu lực dọc giếng thang còn gắn các ray dẫn hớng (12,13)
cho đối trọng (19) và cabin (18). Cabin và đối trọng đợc treo trên hai
đầu của cáp nâng (20) nhờ hệ thống treo (19). Hệ thống treo có tác dụng
đảm bảo cho các nhánh cáp nâng riêng biệt có độ căng nh nhau. Cáp
nâng đợc vắt qua các rãnh puly ma sát của bộ tời kéo. Khi bộ tời kéo
7


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
hoạt động, puly ma sát quay truyền chuyển động đến cáp nâng làm
cabin và đối trọng chuyển động lên hoặc xuống dọc theo giếng thang.
Khi chuyển động cabin và đối trọng tựa trên các ray dẫn hớng trong
giếng thang nhờ các ngàm dẫn hớng (16). Cửa cabin (4) và của tầng (7)
thờng là loại cửa lùa sang 1 hoặc 2 bên và chỉ đóng mở đợc khi cabin đã
hoàn toàn dừng lại. Cửa tầng và cửa ca bin liên động với nhau nhờ cơ
cấu đóng mở cửa (3) đặt trên nóc cabin. Cửa cabin và cửa tầng đợc trang
bị hệ thống khoá liên động và các tiếp điểm điện để đảm bảo an toàn
cho thang máy hoạt động. Nếu cửa tầng hoặc cửa cabin cha đóng hẳn thì
thang không hoạt động. Hệ thống khoá liên động đảm bảo đóng kín các
cửa tầng không mở đợc từ bên ngoài khi cabin đang ở đúng vị trí cửa
tầng. Đối với loại cửa lùa đóng mở tự động thì khi đóng hoặc mở cabin,
hệ thống khoá liên động kéo theo cửa tầng cùng đóng hoặc cùng mở. Tại
điểm trên cùng và dới cùng của giếng thang có đặt các công tắc hạn chế
hành trình cho cabin.
Phần dới của giếng thang là hố thang (10). Trong đó đặt các giảm
chấn (11) và thiết bị căng cáp hạn chế tốc độ (9). Khi hỏng hệ thống

điều khiển, cabin hoặc đối trọng có thể đi xuống phần hố thang, vợt qua
công tắc hạn chế hành trình và tỳ lên giảm chấn. Để đảm bảo an toàn
cho kết cấu máy và tạo khoảng trống cần thiết dới đáy cabin, đảm bảo
an toàn khi bảo dỡng điều chỉnh sửa chữa.
Bộ hạn chế tốc độ (2) đợc đặt trong buồng máy (22). Cáp của bộ
phận hạn chế tốc độ (8) có liên kết với hệ thống tay đòn của bộ hãm bảo
hiểm (17) trên cabin. Khi đứt cáp hoặc cáp trợt trên puly do không đủ
ma sát mà cabin đi xuống với tốc độ vợt quá giới hạn cho phép. Bộ hạn
chế tốc độ qua cáp (8) tác động lên bộ hãm bảo hiểm (17) để dừng cabin
tựa trên các ray dẫn hớng trong giếng thang. ở một số thang máy, bộ
hãm bảo hiểm và hệ thống hạn chế tốc độ còn đợc trang bị cả đối trọng.
I.4.2. Hệ thống điện của thang máy:
1. Mạch động lực:
Là hệ thống điều khiển cơ cấu dẫn động của thang máy. Có nhiệm
vụ: Đóng mở, đảo chiều động cơ dẫn động và phanh của bộ tời kéo. Hệ
8


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
thống phải đảm bảo việc điều chỉnh tốc độ chuyển động của cabin trong
quả trình mở máy và hãm đợc êm, dừng chính xác.
2. Mạch điều khiển:
Là hệ thống điều khiển có tác dụng thực hiện một chơng trình điều
khiển phức tạp phù hợp với chức năng, yêu cầu của thang máy. Nó có
nhiệm vụ lu giữ các lệnh di chuyển từ cabin, các lệnh gọi tầng của hành
khách và thực hiện các lệnh di chuyển theo thứ tự u tiên đã định. Sau khi
thực hiện xong lệnh điều khiển thì xoá bỏ. Xác định và ghi nhớ thờng
xuyên vị trí và hớng chuyển động của cabin.
3. Mạch tín hiệu:
Là hệ thống các đèn tín hiệu với các ký hiệu đã đợc thống nhất để

báo hiệu trạng thái hoạt động, vị trí và hớng chuyển động của cabin.
4. Mạch chiếu sáng:
Là hệ thống chiếu sáng cho cabin, buồng máy và hố thang.
5. Mạch an toàn:
Là hệ thống các công tắc, rơle, tiếp điểm nhằm đảm bảo an toàn
cho ngời và hàng hoá khi thang máy hoạt động.
I.4.3. Thiết bị cơ khí của thang máy:
1. Ray dẫn hớng:
Đợc lắp đặt dọc theo giếng thang để dẫn hớng cho cabin và đối
trọng chuyển động dọc theo giếng thang. Đảm bảo cho cabin và đối
trọng luôn nằm đúng vị trí trong giếng thang. Ray dẫn hớng phải đủ
vững để giữ trọng lợng cabin, tải trọng trong cabin cùng các thành phần
tải trọng động khi bộ hãm bảo hiểm làm việc. Ray dẫn hớng đợc lắp đặt
ở hai bên cabin và đối trọng. Là bộ phận quan trọng quyết định chuyển
động của thang máy, khoảng cách giữa các thanh dẫn hớng không đổi để
quá trình chuyển động của buồng thang không bị rung và tạo tiếng ồn.
2. Giảm chấn:
Là thiết bị cơ khí an toàn dùng để hạn chế những chấn động khi
buồng thang hoặc đối trọng hạ xuống vợt quá 15% tốc độ giới hạn cho
phép. Đợc lắp dới đáy hố thang để dừng, đỡ cabin hoặc đối trọng trong
9


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
trờng hợp di chuyển vợt quá công tắc hạn chế hành trình dới. Phải có độ
cứng cần thiết để gia tốc dừng cabin hoặc đối trọng không vợt quá giá trị
cho phép. Giảm chấn có hai loại:
- Giảm chấn lò xo:
Đợc dùng thông dụng cho
loại thang máy có tốc độ

chậm, từ 0,5 - 1 m/s.

Hình I.2. Giảm chấn kiểu lò xo
- Giảm chấn thuỷ lực:
Là loại tốt nhất thờng
đợc dùng cho loại thang
máy có tốc độ lớn hơn 1 m/s.

Hình I. 2. Giảm chấn kiểu thuỷ lực
3. Cabin:
Là bộ phận mang tải của thang máy. Đợc kết cấu từ nhiều bộ phận
nhỏ:
10


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
- Kết cấu chịu lực: Khung cabin
- Các vách che, sàn, trần tạo thành buồng cabin.
Trên khung cabin có lắp các ngàm dẫn hớng, hệ thống treo cabin, tay
đòn, bộ hãm bảo hiểm, cửa và cơ cấu đóng mở...
Khung cabin đợc mô tả trong hình 1.3.

Hình I.3. Khung ca bin
Khung cabin gồm khung đứng (1) và khung nằm (2) liên kết với
nhau bằng bulông. Khung đứng gồm dầm trên, dầm dới đợc làm bằng
thép chữ U và nối với các thanh thép góc bằng bulông tạo thành khung
kín. Khung (2) nằm tựa lên dầm dới của khung đứng (1) tạo thành sàn
11

Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
cabin. Dầm trên của khung đứng liên kết với hệ thống treo cabin (5) đảm
bảo cho các cáp treo cabin có độ căng nh nhau. Nếu cabin có kích thớc
lớn thì khung đứng và khung nằm còn liên kết với nhau bằng các thanh
giằng (8). Trên khung cabin có lắp hệ thống tay đòn (7) và quả nêm (3)
của phanh an toàn. Phanh an toàn làm việc để dừng cabin khi có tác
động từ cáp của bộ phận hạn chế tốc độ qua chi tiết (6) và hệ thống tay
đòn (7). Tại đầu của dầm trên và dầm dới của khung đứng có lắp các
ngàm dẫn hớng (4).
4. Ngàm dẫn hớng:
Có tác dụng dẫn hớng cho cabin và đối trọng chuyển động dọc
theo ray dẫn hớng và khống chế độ dịch chuyển ngang của cabin và đối
trọng trong giếng thang. Có hai loại ngàm dẫn hớng: ngàm trợt và ngàm
con lăn. Các ngàm dẫn hớng trợt có kết cấu đa dạng tuỳ theo hãng thang
máy. Loại ngàm trợt có má trợt có thể tự lựa trên bề mặt tiếp xúc với ray
dẫn hớng. Má trợt đợc lắp trong vỏ giữ và có thể xoay quanh trục thẳng
đứng. Má trợt thờng đợc làm bằng chất dẻo, có u điểm: không gây tiếng
ồn, chịu mài mòn tơng đối tốt và giảm nhẹ yêu cầu về bôi trơn các bề
mặt ma sát.
5. Hệ thống treo cabin:
Do cabin và đối trọng đợc treo bằng nhiều sợi cáp riêng biệt nên
phải có hệ thống treo cabin để đảm bảo các sợi cáp có độ căng nh nhau.
Ngợc lại, nếu các sợi cáp có độ căng khác nhau thì sợi căng sẽ bị quá tải
còn sợi cáp chùng sẽ trợt trên puly ma sát rất nguy hiểm. Do có sợi
chùng, sợi căng nên rãnh cáp của puly sẽ mòn không đều do đó hệ thống
treo cabin đợc trang bị thêm tiếp điểm điện của mạch an toàn để ngắt
điện dừng trong thang khi một trong các sợi cáp chùng quá mức cho
phép.
Hệ thống treo cabin đợc lắp với dầm trên của khung đứng trong hệ
thống khung chịu lực của cabin. Có hai loại hệ thống treo:

- Kiểu tay đòn: Khi có một cáp chùng tay đòn sẽ nghiêng đi để điều
chỉnh lực căng của cáp. Nếu cáp chùng quá thì đầu kia của tay đòn sẽ
chạm vào tiếp điểm an toàn để ngắt mạch điện không cho thang hoạt
12


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
động. Hệ thống treo kiểu tay đòn có khả năng điều chỉnh lực căng cáp
một cách tự động và có độ tin cậy cao.
- Kiểu lò xo:
1. Bulông.
2. Đai ốc.
3. Tay đòn.
4. Công tắc hành trình.

Hình I.4. Hệ thống treo cáp kiểu lò xo
Trên hình 1.4 là hệ thống treo kiểu lò xo với 4 sợi cáp. Các lò xo chịu
nén và giãn ra khi cáp chùng để đảm bảo độ căng cần thiết, mặt khác
chúng có khả năng giảm chấn. Độ nén của mỗi lò xo có thể điều chỉnh
đợc. Khi cáp bị chùng quá giới hạn đầu bu lông (2) sẽ chạm vào tay đòn
(3) để ngắt tiếp điểm (4).
6. Buồng Cabin:
Là một kết cấu có thể tháo rời đợc gồm: trần, sàn, vách. Các phần này
liên kết với nhau và liên kết với khung chịu lực cabin. Các yêu cầu
chung với buồng cabin:
- Trần, sàn và vách cabin phải kín.
- Đảm bảo độ bền, cứng cần thiết để lắp đặt các trang thiết bị và cơ cấu
đóng mở cửa.
- Đảm bảo thông gió tốt, có thiết bị liên lạc với bên ngoài và cửa thoát
hiểm.

Sàn cabin có 2 loại: Sàn cứng và sàn động. Loại sàn cứng là sàn bắt chặt
với khung nằm. Loại sàn động có công dụng nhận biết tải trọng có trong
cabin để đóng mở mạch điều khiển theo chơng trình đã đặt của tải trọng
cho phù hợp.
7. Hệ thống cửa cabin và cửa tầng:
13


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
- Các yêu cầu an toàn đối với hệ thống cửa:
+ Độ cứng, bền và đợc lắp đặt kín khít.
+ Có khả năng chống cháy.
+ Đợc trang bị khoá để hành khách không tự mở từ bên ngoài.
+ Có tiếp điểm điện an toàn để thang máy chỉ hoạt động khi cửa đã đợc
đóng kín
Các thang máy chở ngời hiện nay thờng dùng cửa lùa, đóng mở tự động
nhờ cơ cấu đóng mở riêng đặt trên nóc ca bin, cơ cấu đóng mở gồm:
Động cơ điện, hộp giảm tốc, bánh đai chủ động lắp trên trục động cơ,
bánh đai bị động lắp trên trục giảm tốc
-Hệ thống cửa cabin (H.1.5)

Hình I. 5. Hệ thống cửa cabin.
1. Cửa Cabin.
2. Xe con đóng mở cửa cabin.
3. Cam chữ U để mở cửa tầng.
14


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
4. Puly mắc cáp đóng mở cửa.

5. Cáp đóng mở cửa cabin.
6. Bánh xe của xe con.
7. Tấm kẹp để kẹp cáp vào xe con bên phải.
8. Chi tiết cố định đầu cáp vào xe con bên trái.
9. Bulông treo cánh cửa vào xe con.
10. Vấu để đóng mở cửa
11. Ray để chạy xe con.
12. Tiếp điểm điện (an toàn).
13. Tay đòn để tỳ vào tiếp điểm điện.
Nguyên lý hoạt động :
Cánh cửa (1) đợc treo bởi hệ thống xe con (2) bằng các bulông (9). Hệ
thống xe con đợc gắn các bánh xe (6) để có thể di chuyển trên ray (11).
Cáp dẫn động (5) đợc mắc vào Puly (4) và đầu trên đợc cố định vào xe
con bởi kẹp (8). Nhánh dới của cáp (5) đợc nối với xe con bởi kẹp (7).
Hệ thống cửa mắc nh trên để khi cánh cửa bên phải đóng thì cánh cửa
bên trái đóng và ngợc lại. Khi mở cửa động cơ mở cửa đợc dẫn động qua
hộp giảm tốc tới hệ thống cần gạt để gạt vào vấu (10). Khi cần gạt của
hệ thống đóng mở cửa gạt sang bên phải thì xe con bên phải cùng cánh
của cabin đợc mở ra. Qua hệ thống cáp (5) xe con bên trái cùng cánh
cửa bên trái cũng đợc mở ra đồng thời. Khi cửa đã mở hẳn thì công tắc
hành trình sẽ ngắt động cơ đóng mở cửa.
Khi đóng cửa thì cần gạt của động cơ đóng mở cửa sẽ gạt vấu (10) về
bên trái và quá trình mở cửa cũng nh đóng cửa. Khi cửa đã đóng hẳn thì
hệ thống tay đòn (13) sẽ tác động vào công tắc điện (12). Công tắc (12)
là công tắc an toàn. Khi cửa cabin mở nó sẽ ngắt mạch điều khiển không
cho phép thang hoạt động.
Trên buồng thang máy có lắp các chi tiết mở cửa tầng là các thanh thép
hình chữ U. Khi cabin dừng trớc cửa tầng, các thanh thép này ôm lấy
con lăn trên cửa tầng tơng ứng để đóng hoặc mở cửa tầng cũng nh cửa
cabin. Trên cửa cabin hoặc cửa tầng có trang bị các công tắc cơ khí hay

cảm biến quang điện để khi cửa đang đóng mà gặp chớng ngại vật thì tự
động mở ra và sau đó sẽ tiếp tục đóng trở lại.
15


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
- Hệ thống cửa tầng:

Hình I. 6. Hệ thống cửa tầng.
1. Cửa tầng.
2. Bulông treo cánh cửa.
3. Xe con.
4. Ray để chạy xe con.
5. Bánh của xe con.
6. Tay đòn để tỳ vào tiếp điểm điện.
7. Tiếp điểm điện an toàn cửa tầng.
Nguyên lý hoạt động:
Cánh cửa (1) đợc treo bởi hệ thống xe con (3) bằng các bulông (2). Ray
(4) đợc gắn vào thanh dầm trên, thành giếng thang. Bánh xe con (5) để
xe con có thể chuyển động trên ray (4). Khi cabin dừng trớc cửa tầng
16


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
các thanh thép chữ U ôm lấy bánh xe (5). Khi mở thì qua hệ thống cam
chữ U buồng thang máy của cửa tầng đẩy về hai phía tơng tự nh vậy. Khi
cửa cabin đóng, cửa tầng cũng đợc đóng theo. Khi cửa tầng đóng hẳn
cánh tay đòn (6) nâng lên tỳ vào tiếp điểm (7) đóng mạch điều khiển cho
động cơ truyền động chính.
I.4.4. Hệ thống cân bằng trong thang máy:

Hình I.7. Hệ thống cân bằng
a,b. Cabin và đối trọng
C-Đ
c. Cabin - giếng thang C - GT
d. Đối trọng - giếng thang Đ - GT
C: Cabin
CN: Cáp nâng
Đ: Đối trọng
CĐ: Cáp điện
GT: Giếng thang
X: Xích cân bằng
CB: Cáp cân bằng
KC: Thiết bị kéo căng cáp cân bằng
1. Đối trọng, cáp nâng, cáp điện, xích cân bằng:
Là những bộ phận cân bằng trong thang máy. Mục đích để cân
bằng với trọng lợng cabin và tải trọng nâng. Việc chọn sơ đồ động học
và trọng lợng của các bộ phận trong hệ thống cân bằng có ảnh hởng lớn
tới momen tải trọng và công suất động cơ của cơ cấu dẫn động, ảnh hởng đến lực căng lớn nhất của cáp nâng và khả năng kéo của puly ma
17


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
sát. Đối trọng là bộ phận đóng vai trò chính trong hệ thống cân bằng của
thang máy. Đối với thang máy có chiều cao nâng không lớn ngời ta thờng chọn đối trọng bằng trọng lợng cabin và một phần tải trọng nâng bỏ
qua trọng lợng của cáp điện và cáp nâng.
Khi thang máy có chiều cao nâng lớn, trọng lợng của cáp điện và cáp
nâng là đáng kể ngời ta phải dùng cáp hoặc xích cân bằng để bù trừ lại
phần trọng lợng của cáp điện và cáp nâng. Trọng lợng của đối trọng có
thể xác định theo công thức:

Đ = C + .Q
Trong đó: C: Trọng lợng cabin
Q: Tải trọng nâng danh nghĩa của thang máy
: Hệ số cân bằng (0,3 < < 0,6)
2. Bộ tời kéo:
Tuỳ theo sơ đồ dẫn động mà bộ tời kéo của thang máy đợc đặt
trong phòng máy dẫn động nằm ở phía trên, phía dới hoặc nằm cạnh
giếng thang. Bộ tời kéo dẫn động gồm có 2 loại: có hộp giảm tốc và
khong có hộp giảm tốc.
- Bộ tời kéo có hộp giảm tốc gồm: Đông cơ điện, hộp giảm tốc, khớp nối,
phanh, puly ma sát hoặc thang quấn cáp. Bộ tời kéo có hộp giảm tốc thờng dùng cho thang máy có tốc độ thấp.
- Đối với thang máy tốc độ lớn thờng dùng bộ tời kéo không có hộp giảm
tốc, puly ma sát, phanh đợc gắn trực tiếp với trục động cơ không qua bộ
truyền . Loại này thờng đợc dùng động cơ điện một chiều mắc theo hệ
máy phát -động cơ. Cho phép điều chỉnh vô cấp tốc độ đảm bảo cabin
chuyển động êm và dừng chính xác. Bộ tời kéo puly ma sát đợc sử dụng
rộng rãi trong các loại thang máy. Nó có u điểm: Do cáp treo và đối trọng
chỉ vắt qua các rãnh cáp của puly ma sát, có kích thớc nhỏ gọn. Không
phụ thuộc vào chiều cao nâng cửa thang máy. làm việc an toàn do có thể
treo cabin và đối trọng bằng nhiều sợi cáp tiêng biệt.
I.4.5. Thiết bị an toàn cơ khí:
Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy có vai trò đảm bảo an toàn
cho thang và hành khách trong trờng hợp xảy ra sự cố nh: Đứt cáp, trợt
cáp trên rãnh puly ma sát, cabin hạ với tốc độ vợt quá giá trị cho phép.
Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy gồm 2 bộ phận chính.
1. Phanh bảo hiểm:
Để tránh cabin rơi tự do trong giếng thang khi đứt cáp hoặc hạ với
tốc độ quá giá trị cho phép . Bộ hạn chế tốc độ sẽ tác động lên phanh bảo
hiểm để dừng và giữ cabin tựa lên ray dẫn hớng. Tất cả các buồng thang
đều đợc trang bị phanh bảo hiểm. Phanh bảo hiểm đợc chế tạo theo 3

kiểu:
- Phanh bảo hiểm nêm
18


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
- Phanh bảo hiểm kiểu lệch tâm
- Phanh bảo hiểm kiểu kìm
Trong các loại phanh trên. Phanh bảo hiểm kiều kìm đợc sử dụng
rộng rãi hơn. Nó đảm bảo cho buồng thang dừng êm hơn. Kết cấu của
phanh bảo hiểm kiểu kìm đợc biểu diễn trên hình 1.8.
Phanh bảo hiểm kiểu kìm đợc lắp dới buồng thang. Gọng kìm (2) trợt
theo thanh dẫn hớng (1) khi tốc độ của buồng thang bình thờng . Nằm
giữa 2 cánh tay đòn của kìm có nêm (5) gắn với hệ truyền động bánh vít
-trục vít (4). Hệ truyền động bánh vít có 2 loại ren: ren phải và ren trái.
Cùng với kết cấu của phanh bảo hiểm. Buồng thang còn đợc trang
bị thêm cơ cấu hạn chế tốc độ kiểu ly tâm. Khi buồng thang di chuyển sẽ
làm cho cơ cấu hạn chế tốc độ kiểu ly tâm quay. Khi tốc độ di chuyển
của buồng thang tăng , cơ cấu đai truyền (3) sẽ làm cho tang (4) quay và
kìm (5) sẽ ép chặt buồng thang vào thanh dẫn hớng và hạn chế tốc độ của
buồng thang.

Hình I.8. Phanh bảo hiểm kiểu kìm
1. Thanh dẫn hớng
2. Đai kìm trợt
3. Đai truyền
4. Hệ truyền động bánh vít-trục vít
5. Nêm
2. Bộ hạn chế tốc độ:
Dùng để tác động lên phanh an toàn để dừng ca bin khi tốc độ vợt

quá giá trị cho phép. Bộ hạn chế tốc độ liên hệ với cabin và quay khi
cabin chuyển động nhờ cáp của bộ hạn chế tốc độ.

19


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
Chơng II.

Cách lắp đặt thang máy
và đặc tính kỹ thuật của một số thang máy
II.1. Cách lắp đặt thang máy nhà cao tầng:
Việc lựa chọn thang máy phù hợp với mục đích sử dụng của ngôi
WL lợng
nhà đóng một vai trò hết sức
WLquan trọng. Đối với nhà cao tầng có số
hành khách vận chuyển lớn ngời ta thờng chia thang máy thành các
nhóm riêng phục vụ theo chiều cao của toà nhà. Các thang máy ở các
nhóm khác nhau Nhóm
có tính2năng
thangkỹ thuật khác nhau. Thờng các thang máy
phục vụ cho các tầng cao có tải trọng và tốc độ định mức lớn hơn các
thang phục vụ tầng thấp hơn.
Nhóm 4 thang
II.1.1 Yêu cầu cơ bản khi bố trí nhóm thang:
- Vị trí thang máy phải thuận tiện cho hành khách.
- Các thang cùng nhóm có tính năng kỹ thuật giống nhau.
- Không đợc bố trí thang chở ngời và thang phục vụ các mục đích khác
trong cùng một nhóm.
- Khi số thang lớn hơn 3. Phải bố trí thành hai hàng đối diện. Khoảng

cách giữa hai hàng phải đủ lớn để cho khách hàng đi đến thang, chiều
rộng tối thiểu phải bằng 1,5 lần chiều sâu của giếng thang.
- Số lợng bến phục vụ cho mỗi
25.
L
WLnhóm thang không quá lớn, tối đa =W
- Khi bố trí thang hoặc nhóm thang phục vụ theo chiều cao của toà nhà
các thang phục vụ tầng trên đi qua các tầng dới phải có tốc độ cao hơn
các thang phục vụ tầng dới.
Nhóm 3 thang
Nhóm 6 thang

WL
Nhóm 4 thang

WL

20
Nhóm 8 thang


ThiÕt kÕ hÖ ®iÒu khiÓn l«gÝc cho thang m¸y n¨m tÇng

Tõ 20 ®Õn 35 tÇng

§Õn 20 tÇng

H×nh II.1. Bè trÝ nhãm thang theo mÆt b»ng.

Tõ 30 ®Õn 45 tÇng

Tõ 40 ®Õn 55 tÇng

21
Tõ 50 ®Õn 80 tÇng


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng

Thang phục vụ ở tất
cả các tầng

khu vực 6

số tầng

60
Thang vận chuyển
nhanh (cao tốc)

khu vực 5

51

Hình II.2. Bố trí nhóm thang phục vụ theo chiều cao.
khu vực 4

40

Thang vận chuyển

nhanh

khu vực 3

31

khu vực 2

20

khu vực 1

22

1

bến chính
tầng hầm


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng

Hình II. 3. Một phơng án bố trí thang tại các nhà cao tầng
II.2. Khái niệm ký hiệu trong thang máy:
Thang máy đợc ký hiệu bằng các chữ và số dựa vào các thông số cơ bản
sau:
- Loại thang:
+ Chở khách:
P (Passenger)
+ Chở bệnh nhân:

B (Bed)
+ Chở hàng:
F (Freight)
- Số ngời hoặc tải trọng
- Kiểu mở cửa:
+Mở về 2 phía:
Co (Center Opening)
+Mở về 1 phía:
2S (Single Side)
- Số tầng phục vụ và tổng số tầng của toà nhà.
- Hệ thống điều khiển.
- Hệ thống vận hành.
Ví dụ:
P10- CO- 60- 14/15-VVVF-Duplex
Ký hiệu trên có nghĩa là: Thang máy chờ khách tải trọng 10 ngời kiểu mở
cửa chính giữa. Tốc độ di chuyển cabin 60 m/phút. Có 14 điểm phục vụ
trên tổng số 15 tầng của toà nhà. Hệ thống điều khiển bằng cách biến đổi
điện áp và tần số . Hệ thống vận hành kép.
II.3. Đặc tính kỹ thuật của thang máy tải khách hiệu LG(Korea):
II. 3. 1. Đặc tính tổng quát :
Loại thang
Tải khách
Kiểu thang
P11-PA6(450) -CO60
Số lợng
01 thang
Tải trọng
450kg/6ngời
Tốc độ
60 m/phút

Hành trình
Xác nhận thực tế
Pít (Chiều sâu âm nền)
1400mm
0H (Chiều cao tầng trên cùng) 4200mm
Số tầng có điểm dừng
07
Số cửa vào
07 ở phía trớc
Tên gọi các tầng
GF, IF, 2F, 3F, 4F, 5F, 6F
Phòng máy`
Đặt phía trên hố thang
23


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
Hố thang
Rộng :1800mm
Sâu:1450mm
II. 3. 2. Hệ thống điều khiển:
Chế độ điều khiển:
Điều khiển đơn, tự động dừng tầng. Tập hợp
đủ chiều(Full co llective selectve cont)
Bộ điều khiển tín hiệu:
Hệ thống vi sủ lý hệ Di-1.
Bộ điều khiển động cơ:
Điều khiển tốc độ vô cấp bằng hệ thống thay
đổi điện áp và tần số.
Nguồn điện cung cấp:

Cho động lực: 380v - 3p - 50HZ.
Cho chiếu sáng: 220v - 1p - 50HZ.
II. 3. 3. Phòng thang:
Kích thớc:
Ngang: 1400 mm
Dọc: 850 mm
Cao: 2300 mm
Các vách:
Inox
Chiếu sáng buồng thang: Kiểu C-HX2 loại đèn chiếu sáng gián tiếp.
Tay vịn:
Kiểu HR-04 đặt 2 phía trong phòng thang.
Cửa phòng thang:
800mm ì 2100m
Kiểu cửa:
Loại 2 cánh mở trung tâm đóng mở tự động
điều khiển động cơ VVVF có thể thay đổi
tốc độ
Cánh cửa:
Inox
Quạt:
02 loại chuyên dùng
Sàn:
Loại Luckstrong
Tín hiệu báo:
Chuông trong cabin
Vị trí tín hiệu trọng cabin: Đặt trên băng điều khiển
Bảng điều khiển:
Kiểu CBM-IOC gồm:
-Các nút gọi tầng

-Các nút ấn giữ và đóng cửa
-Các đèn báo tầng và báo chiều loại
Digitab.
-Logo và ghi chú tải trọng của thang.
-Hộp có khoá chứa đựng công tắc, ATT,
đèn , quạt.
-Loa và Mic ro liên lạc qua Intercom
với phòng máy và phòng trực .
II.3.4. Các cửa tầng
Hoạt động theo cửa phòng thang
-Kích thớc:
Rộng:800mm
Cao : 2100mm
-Kiểu cửa:
Loại 02 cánh đóng mở trung tâm. Cửa
đợc khoá an toàn. Mỗi tầng có ở khoá
để sử dụng khi cấp cứu và sửa chữa.
24


Thiết kế hệ điều khiển lôgíc cho thang máy năm tầng
-Khung cửa tầng trệt:
Cánh cửa:
Inox
Ngỡng cửa:
Nhôm cứng
Đèn chỉ thị và nút ấn:
Báo chiều và vị trí thang theo kiểu
VID-M422
II.3.5. Bộ phận bảo vệ:

- Mất pha
- Ngợc pha
- Quá tải (còi và đèn)
- Quá tốc độ
- Photocell 2 tia tại cửa cabin
II.3.6. Các đặc điểm khác:
- Cửa phòng thang sẽ mở trở lại khi gặp vật cản và tự đóng trở lại.
- Tế bào quang 2 tia tăng cờng độ an toàn cửa
- Đèn chiếu sáng 30 phút khi mất điện và ác quy sẽ tự động nạp trở lại
khi có điện.
- Bộ báo và bảo vệ khi quá tải trọng
- Công tắc điều khiển kiểm tra trên nóc buồng thang
- Tự động điều chỉnh thời gian đóng mở cửa
- Giữ mở cửa lâu hơn thời gian quy định bằng điều khiển. Hoặc nút ấn
điều khiển gọi tầng tại cửa tầng.
- Huỷ bỏ tín hiệu gọi thang khi thang đi lên hoặc đi xuống đến nơi kết
thúc là cửa tầng gọi . Hệ thống này sẽ tự động xoá sự gọi lại từ bộ nhớ.
- Làm việc độc lập
- Đợc trang bị kết nối nguồn dự phòng
- Dừng tầng an toàn.

25