Thiết kế hệ điều khiển thang máy 4 tầng tại bệnh viện 103 với công suất 750kg, vận tốc 1,5m/s

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và sự phát triển mạnh mẽ của
kỹ thuật máy tính, đã cho ra đời các thiết bị điều khiển số như: CNC, PLC...
Các thiết bị này khắc phục và đáp ứng được rất nhiều bài toán cho các hệ
thống điều khiển từ đơn giản đến phức tạp phục vụ cho quá trình sản suất và
điểu khiển tự động. Việc ứng dụng thiết bị logic khả trình PLC để tự động hóa
quá trình sản xuất, nhằm mục tiêu tăng năng xuất lao động, giảm sức người,
nâng cao chất lượng sản phẩm đang là một vấn đề cấp thiết và có tính thời sự
cao.
Là sinh viên của chuyên ngành Tự động hoá sắp ra trường chúng em
được giao đề tài tốt nghiệp: Thiết kế hệ điều khiển thang máy 4 tầng tại
bệnh viện 103 với công suất 750kg, vận tốc 1,5m/s. Nhằm mục đích tìm hiểu
nghiên cứu ứng dụng đồng thời củng cố các kiến thức đã học về truyền động
điện, trang bị điện và vi xử lý. Trong quá trình nghiên cứu bọn em đã quyết
định xây dựng mô hình điều khiển thang máy 4 tầng điều khiển bằng biến tần.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !


LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Hà Nội, ngày .......tháng........ năm


LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Hà Nội, ngày .......tháng........năm


LỜI CẢM ƠN
Sau 4 năm học dưới ngôi trường Đại Học Công Nghiệp, em và các bạn
trong lớp Tự Động Hóa 1 đã được học tập và dạy dỗ bởi các thầy giáo, cô
giáo. Những người vô cùng tâm huyết, tận tụy với nghề đã truyền thụ những

kiến thức thật quý giá và bổ ích cho chúng em. Vì vậy lời đầu tiên chúng em
xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn bộ các thầy cô giáo đã truyền đạt
kiến thức cho chúng em những năm qua.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG THANG MÁY
1.1 TỔNG QUAN
Thang máy là một thiết bị chuyên dùng để vận chuyển người, hàng hóa,
vật liệu, v.v… theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 15 O
theo một tuyến đã được định sẵn.
Thang máy thường được dùng trong các khách sạn, công sở, chung cư,
bệnh viện, các đài quan sát, trong các nhà máy, công xưởng v.v… Đặc điểm
vận chuyển bằng thang máy so với các phương tiện vận chuyển khác là thời
gian của một chu kỳ vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn, đóng mở máy
liên tục. Ngoài ý nghĩa về vận chuyển, thang máy còn là một trong những yếu
tố làm tăng vẻ đẹp và tiện nghi cho công trình.
Thang máy là 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 chữa là
phải tuân thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu về kỹ thuật an toàn được quy
định trong các tiêu chuẩn quy trình, quy phạm.
1.2 PHÂN LOẠI THANG MÁY
1.2.1 Phân loại theo chức năng



Thang máy chở người trong các nhà cao tầng.
Thang máy dùng trong bệnh viện.
Thang máy sử dụng trong công nghiệp chuyên dùng để chở các thiết bị,



máy móc, vật liệu nặng, quặng...
Thang máy dùng trong nhà ăn, thư viện.



1.2.2 Phân loại theo hệ thống dẫn động


Thang máy dẫn động điện.



Thang máy thủy lực.



Thang máy khí nén.

Trang 6


1.2.3 Phân loại theo hệ thống điều khiển


Điều khiển bằng relay.



Điều khiển bằng PLC.



Điều khiển bằng máy tính.

1.2.4 Phân loại theo tốc độ dịch chuyển


Thang máy tốc độ thấp



+ Tốc độ: v /s.
Thang máy tốc độ trung bình
+ Tốc độ: v = 0,751,5 m/s.



+ Thường dùng trong các tòa nhà có từ 6 -12 tầng.
Thang máy tốc độ cao
+ v = 2,53,5 m/s.



+ Thường dùng trong các tòa nhà có số tầng: >16 tầng
Thang máy tốc độ rất cao (siêu tốc)
+ Tốc độ: v >5m/s.
+ Thường dùng trong các tòa nhà cao tầng.
1.2.5 Phân loại tải trọng





Thang máy loại nhỏ: Q < 250kg
Thang máy loại trung bình: Q = 500 – 2000kg
Thang máy loại lớn: Q > 2000kg
1.3 YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY
1.3.1 Dừng chính xác cabin
Cabin phải được dừng chính xác so với mặt sàn của tầng cần di chuyển
đến sau khi hãm dừng. Trong trường hợp cabin gặp sự cố dừng không chính
xác sẽ xảy ra các hiện tượng sau:
+ Đối với thang máy chở khách: làm khách ra vào khó khăn, xảy ra vất
ngã gây nguy hiểm, tăng thời gian ra-vào, giảm hiệu suất phục vụ của thang
máy.

Trang 7


+ Đối với thang máy trở hàng: làm hàng hóa khi vận chuyển vào cabin
cũng như lúc ra gặp khó khăn, có thể gây đổ vỡ hàng hóa...
Độ dừng chính xác của cabin được đánh giá bằng đại lượng S (nửa hiệu số
của hai lần quãng đường của cabin trượt đi được từ khi phanh hãm điện từ tác
động đến khi cabin dừng hẳn khi có tải và không có tải theo cùng một hướng
di chuyển của buồng thang).
Các thông số ảnh hưởng đến độ chính xác khi dừng buồng thang gồm:
+ J: momen quán tính của phần chuyển động của buồng thang
+ △t: quán tính điện từ của các phần tử chấp hành trong sơ đồ điều khiển
của thang máy

+ Mph, Mc: momen do cơ cấu phanh hãm điện từ sinh ra và tải trọng của
thang máy
+ vo: tốc độ di chuyển của cabin khi bắt đầu hãm dừng
Ba thông số đầu tiên( J, △t, Mph) đối với 1 thang máy được coi như không
đổi và thông số vo là thông số quyết định nhất. Độ dừng chính xác của buồng
thang cho phép △Smax ≤ ±20mm.
1.3.2 Tốc độ di chuyển Cabin
Tốc độ di chuyển của cabin quyết định đến năng suất của thang máy và có
ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với các nhà cao tầng nhưng việc tăng tốc độ
lại làm tăng thêm chi phí đầu tư và vận hành.
Nếu số tầng nhỏ hơn hoặc bằng 7 thì tốc độ của thang máy đạt v = 1,5
(m/s) trong trường hợp số tầng của một công trình trong phạm vi từ 7 tầng
đến 20 tầng thì tốc độ v= 1,5 (m/s) còn lại số tầng lớn hơn 20 thì giá tốc độ có
đạt 2-3 m/s, bởi vậy tùy vào độ cao của tòa nhà mà phải chọn thang máy có
tốc độ phù hợp với tốc độ tối ưu, đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu kinh tế và kỹ
thuật.
1.3.3 Gia tốc lớn nhất cho phép
Trị số về tốc độ di chuyển trung bình của thang máy có thể tăng bằng cách
Trang 8


giảm thời gian tăng tốc của hệ truyền động thang máy (tăng gia tốc) nhưng
khi buồng thang di chuyển với gia tốc quá lớn sẽ gây ra cảm giác khó chịu
cho hành khách (chóng mặt, ngạt thở…). Vì vậy nên gia tốc tối ưu thường
được chọn: a ≤ 2m/s2.
Độ giật (ρ):Khi cabin được tăng tốc độ đột ngột sẽ tạo ra độ giật của
buồng thang.Tốc độ tăng của gia tốc khi mở máy và tốc độ giảm của gia tốc
khi hãm máy quyết định sự di chuyển êm của cabin. Khi đó độ giật của cabin
được biểu diễn bằng công thức sau:

Khi gia tốc a ≤ 2 (m/s2) trị số độ giật tốc độ tối ưu là: ρ < 20m/s3
Ta có biểu đồ làm việc tối ưu cho thang máy tốc độ trung bình và tốc độ cao.

Hình 1.1 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của s, gia tốc a
và độ giật ρ theo thời gian.
Biểu đồ tối ưu sẽ đạt được nếu dùng hệ truyền động điện một chiều hoặc
dùng hệ biến tần - động cơ xoay chiều ba pha, nếu dùng hệ truyền động xoay
chiều với động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc hai cấp tốc độ, biểu đồ làm
việc đạt được gần với biểu đồ tối ưu.
Đối với thang máy tốc độ chậm, biểu đồ làm việc ứng với ba giai đoạn:
thời gian tăng tốc (mở máy), thời gian di chuyển với tốc độ ổn định và hãm
dừng.
Trang 9


1.4 PHẠM VI ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ
Trong hệ thống thang máy, phạm vi điều chỉnh tốc độ được tính bởi tỷ số
giữa tốc độ di chuyển lớn nhất và tốc độ di chuyển nhỏ nhất, thông thường đối
với thang máy phạm vi điều chỉnh tốc độ D = 3÷10.
1.4.1 Sự thay đổi chế độ làm việc của độngcơ
Động cơ trong mỗi lần hoạt động đều thực hiện đầy đủ các quá trình khởi
động, kéo tải ổn định và hãm dừng. Nghĩa là có sự chuyển đổi liên tục từ chế
độ động cơ sang chế độ máy phát. Thang máy khởi động đạt đến tốc độ định
mức sau đó chuyển động ổn định với tốc độ đó trong một lần chuyển động.

Hình 1.2 Các chế độ làm việc của động cơ

Trang 10

CHƯƠNG II: CẤU TRÚC HỆ TRUYỀN ĐỘNG THANG MÁY
2.1 CẤU TRÚC CỦA MỘT HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY
Thang máy có nhiều loại khác nhau, nhưng nhìn chung gồm có các bộ
phận chính như sau:
● Nguồn
● Motor kéo
● Dây cáp
● Thanh ray
● Cabin
● Đối trọng
● Bộ phận lò xo giảm xốc
● Nút nhấn gọi thang bên ngoài
● Nút nhấn gọi thang bên trong

Hình 2.1 Cấu tạo chung của thang máy
Các loại thang máy hiện đại có cấu trúc phức tạp nhằm 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.
Trang 11


+ Hệ thống các thiết bị an toàn và phục vụ khác.

+ Tủ điện và hệ thống điều khiển.
Mỗi bộ phận chức năng đó đảm nhận một nhiệm vụ làm thang máy hoàn
chỉnh hơn, an toàn thuận tiện hơn.
Kết cấu, sơ đồ bố trí thiết bị của thang máy được thể hiện ở hình sau:
1.Cabin.
2. Con trượt ray dẫn hướng.
3. Ray dẫn hướng cabin.
4. Thanh kẹp tăng cáp.
5. Cụm đối trọng.
6. Ray dẫn hướng đối trọng.
7. U dẫn hướng đối trọng.
8. Cáp tải.
9. Cụm máy.
10. Cửa xếp cabin.
11. Nêm chống rơi.
12. Cơ cấu chống rơi.
13. Giảm chấn.
14. Thanh đỡ.
15. Kẹp ray cabin.
16. Gía ray cabin.
17. Bulông bắt giá ray.
18. Gía ray đối trọng.
19. Kẹp ray đối trọng.
Hình 2.2 Kết cấu cơ khí của thang máy

Trang 12


2.2 CHỨC NĂNG CỦA MỘT SỐ BỘ PHẬN TRONG THANG MÁY
2.2.1 Cabin và các thiết bị liên quan

Là một phần tử chấp hành quan trọng nhất trong thang máy, nó sẽ là nơi
chứa hàng, chở người đến các tầng, do đó phải đảm bảo các yêu cầu đề ra về
kích thước, hình dáng, thẩm mỹ và các tiện nghi trong đó.
Hoạt động của cabin là chuyển động tịnh tiến lên xuống dựa trên đường
trượt, là hệ thống hai dây dẫn hướng nằm trong một phẳng để đảm bảo
chuyển động êm nhẹ, chính xác, không rung giật trong cabin trong quá trình
làm việc. Để đảm bảo cho cabin hoạt động đều cả trong quá trình lên và
xuống, có tải hay không có tải người ta sử dụng một đối trọng có chuyển động
tịnh tiến trên hai thanh khác đồng phẳng, giống như cabin nhưng chuyển động
ngược chiều với cabin do cáp được vắt qua puli kéo.
Do trọng lượng của cabin và trọng lượng của đối trọng đã được tính toán
tỉ lệ và kỹ lưỡng cho nên mặc dù chỉ vắt qua puli kéo cũng không xảy ra hiện
tượng trượt trên puli cabin, hộp giảm tốc đối trọng tạo nên một cơ hệ phối
hợp chuyển động nhịp nhàng do phần khác điều chỉnh đó là động cơ.
 Khung cabin.
Khung cabin là phần xương sống của cabin thang máy. Được cấu tạo bằng
các thanh thép chịu lực. Khung cabin phải thiết kế đủ tải tịnh mức.
 Ngàm dẫn hướng.
Ngàm dẫn hướng có tác dụng dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển
động dọc theo ray dẫn hướng và khống chế dịch chuyển ngang của cabin và
đối trọng trong giếng thang không vượt quá giá trị cho phép.
 Hệ thống treo cabin.
Do cabin và đối trọng được treo bằng sợi cáp riêng biệt cho nên phải có
hệ thống treo để đảm bảo cho các sợi cáp nâng riêng biệt có độ căng như
nhau. Trong trường hợp ngược lại, sợi cáp chịu lực căng lớn nhất sẽ bị quá tải
còn sợi cáp chùng sẽ trượt trên rãnh puli ma sát nên rất nguy hiểm. Ngoài ra
Trang 13


do các sợi chùng sợi căng nên các rãnh trên cáp puli ma sát sẽ bị mài mòn

không đều. Vì vậy mà hệ thống treo cabin phải được trang bị thêm tiếp điểm
điện của mạch an toàn để ngắt điện dừng buồng thang khi một trong các sợi
cáp chùng quá mức cho phép để phòng ngừa tai nạn. Khi đó thang chỉ có thể
hoạt động được khi điều chỉnh độ căng của các cáp như nhau. Hệ thống treo
cabin được lắp đặt với dầm trên khung đứng trong hệ thống chịu lực của cabin.
 Buồng cabin.
Buồng cabin là một hệ thống có thể tháo rời được gồm trần, sàn và vách cabin
phải đảm bảo các yêu cầu cần thiết về mặt kỹ thuật cũng như mỹ thuật.
 Hệ thống cửa cabin và cửa tầng.
Cửa cabin và cửa tầng là những bộ phận có vai trò rất quan trọng trong
việc đảm bảo an toàn và có ảnh hưởng đến chất lượng, năng suất của thang
máy. Hệ thống cửa cabin và cửa tầng được thiết kế sao cho khi dừng tại tầng
nào thì chỉ dùng động cơ mở cửa buồng thang đồng thời hệ thống cơ khí gắn
cửa buồng thang liên kết với cửa tầng làm cho cửa tầng cũng được mở ra.
Tương tự khi đóng lại thì hệ thống liên kết sẽ không tác động vào cửa tầng
nữa và buồng thang lại di chuyển đi đến các tầng khác.

Hình 2.3 Một số dạng cabin thang máy

Trang 14


2.2.2 Động cơ
Là khâu dẫn động hộp giảm tốc theo một vận tốc quy định làm quay puli
kéo cabin lên xuống. Động cơ được sử dụng trong thang máy là động cơ 3
pha rôto dây quấn hoặc rôto lồng sóc, vì chế độ làm việc của thang máy là
ngắn hạn lặp lại cộng với yêu cầu sử dụng tốc độ, momen động cơ theo một
dải nào đó cho đảm bảo yêu cầu về kinh tế và cảm giác của người đi thang
máy. Động cơ là một phần tử quan trọng được điều chỉnh phù hợp với yêu cầu
nhờ một hệ thống điện tử ở bộ xử lý trung tâm.

2.2.3 Phanh
Là khâu an toàn, nó thực hiện nhiệm vụ giữ cho cabin đứng im ở các vị trí
dừng tầng, khối tác động là hai má phanh sẽ kẹp lấy tầng phanh, tầng phanh
gắn đồng trục với trục động cơ. Hoạt động đóng mở của phanh được phối hợp
nhịp nhàng với quá trình làm việc của đông cơ.
Trong hệ thống thang máy thường có 3 loại phanh:
+ Phanh kiểu nêm.
+ Phanh kiểu lệch tâm.
+ Phanh bảo hiểm kiểu kìm.
Trong đó, phanh bảo hiểm kiểu kiềm được sử dụng rộng rãi hơn, nó bảo
đảm cho buồng thang dừng tốt hơn so với các loại phanh khác. Phanh bảo
hiểm thường được đặt phía dưới buồng thang, có gọng kìm trượt theo thanh
dẫn hướng.

Hình 2.4 Phanh bảo hiểm kiểu kìm.

Trang 15


2.2.4 Động cơ mở cửa
Là động cơ một chiều hay xoay chiều tạo ra momen mở cửa cabin kết hợp
với mở cửa tầng. Khi cabin dừng đúng tầng, rơle thời gian sẽ đóng mạch điều
khiển động cơ mở cửa tầng hoạt động theo một quy luật nhất định sẽ đảm bảo
quá trình đóng mở êm nhẹ không có va đập. Nếu không may một vật gì đó
hay người kẹp giữa cửa tầng đang đóng thì cửa sẽ mở tự động nhờ bộ phận
đặc biệt ở gờ cửa có gắn phản hồi với động cơ qua bộ xử lý trung tâm.
2.2.5 Cửa
Cửa cabin để khép kín cabin trong quá trình chuyển động không tạo ra
cảm giác chóng mặt cho khách hàng và ngăn không cho rơi khỏi cabin bất cứ
thứ gì. Cửa tầng để che chắn bảo vệ toàn bộ giếng thang và các thiết bị trong

đó. Cửa cabin và cửa tầng có khoá tự động để đảm bảo đóng mở kịp thời.
2.2.6 Bộ hạn chế tốc độ
Là bộ phận an toàn khi vận tốc thay đổi do một nguyên nhân nào đó vượt
quá vận tốc cho phép, bộ hạn chế tốc độ sẽ bật cơ cấu khống chế cắt điều
khiển động cơ và phanh làm việc.
Các thiết bị phụ khác: như quạt gió, chuông điện thoại liên lạc, các chỉ thị
số báo chiều chuyển động… được lắp đặt trong cabin để tạo ra cho khách
hàng một cảm giác dễ chịu khi đi thang máy.
2.2.7 Hệ thống cân bằng trong thang máy
Đối trọng, cáp nâng, cáp điện, cáp hoặc xích cân bằng là những bộ phận
của hệ thống cân bằng trong thang máy để cân bằng với trọng lượng của cabin
và tỉ trọng nâng. Việc chọn sơ đồ động học và trọng lượng các bộ phận của hệ
thống cân bằng có ảnh hưởng đến momen tải trọng và công suất động cơ của
cơ cấu dẫn động, đến lực căng lớn nhất của cáp nâng và khả năng kéo của
puli.

Trang 16


 Đối trọng
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, người ta chọn
đối trọng sao cho trọng lượng của nó cân bằng với trọng lượng cabin và một
phần tải trọng nâng, cáp điện và không dùng cáp hoặc xích cân bằng. Khi
thang máy cho chiều cao nâng lớn, trọng lượng của cáp nâng và cáp điện đáng
kể thì ta phải dùng cáp hoặc xích cân bằng để bù trừ lại phần trọng tải của cáp
điện và cáp nâng chuyển từ nhánh treo cabin sang nhánh treo đối trọng và
ngược lại khi thang máy hoạt động.
 Xích và cáp cân bằng
Khi thang máy có chiều cao trên 45m thì người ta đặt thêm cáp hoặc xích

cân bằng để bù trừ lại phần trọng lượng của cáp nâng và cáp điện truyền từ
nhánh treo cabin sang nhánh treo đối trọng. Ngược lại khi thang máy đang
hoạt động, đảm bảo momen tải tương đối ổn định trên puli ma sát. Xích cân
bằng thường được dùng cho thang máy có tốc độ dưới 1,4m/s. Đối với thang
máy có tốc độ cao người ta thường dùng cáp cân bằng và có thiết bị kéo căng
cáp cân bằng để không bị xoắn. Tại thiết bị kéo căng cáp cân bằng phải có
tiếp điểm điện an toàn để ngắt mạch điều khiển khi có sự cố đứt cáp hoặc bị
dãn quá lớn.
 Cáp nâng
Có cấu tạo bằng thép sợi Cacbon tốt có giới hạn bền 1400- 1800
2
(N/mm ). Trong thang máy thường dùng 3 đến 4 sợi cáp bện.
 Bộ kéo tời
Tùy theo sơ đồ dẫn động mà bộ kéo tời được đặt trong máy dẫn động nằm
phía trên hay phía dưới hoặc nằm ở cạnh giếng thang. Bộ kéo tời dẫn động có

Trang 17


hộp giảm tốc và loại không có hộp giảm tốc. Đối với thang máy có tốc độ cao
người ta không dùng hộp giảm tốc.
2.2.8 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 tho 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…).
2.2.9 Bộ giảm chấn

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 sóc 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.

Giảm chấn thủy lực

Giảm chấn lò xo

Hình 2.5 Một số loại giảm chấn.
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

Trang 18


Hình 2.6 Vị trí lắp đặt hệ thống giảm chấn trong giếng thang.
2.2.10 Phần điều khiển


Các thiết bị điều khiển thang máy được lắp đặt trong tủ điều khiển bao
gồm:
+ Bộ nút ấn có thể điều khiển thang Manule ở phòng điều khiển.
+ Bộ điều khiển và xử lý lệnh được sử dụng là biến tần FUJI.
+ Thiết bị công suất: công tắc tơ, aptomat.
+ Các role trung gian.



Nhận xét về nguyên lý điều khiển của thang máy.
+ Các tín hiệu điều khiển từ các tầng và cabin đều được đưa về bộ xử lý

trung tâm.
+ Các tín hiệu điều khiển từ đầu ra của nút ấn, qua các role trung gian
đưa tới đầu vào số của biến tần để điều khiển động cơ kéo cabin và động cơ
mở cửa cabin.

Trang 19


+ Động cơ kéo dây ở đây dược điều khiển 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 modul Encoder của biến tần FUJI.
+ Việc xác định tọa độ của buồng thang được sử đụng là dùng bộ mã hóa
vòng quay (encoder) gắn vào đầu trục hội số, dựa trên việc đếm số xung phát
ra người ta xác định được tọa độ và tốc độ di chuyển của buồng thang. Khi
trục động cơ quay theo chiều kim đồng hồ thì bộ đếm sẽ 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 hóa vòng quay nên xác định tọa độ buồng thang sẽ có sai số,
nếu không có biện pháp khắc phục thì sai số sẽ được tích lũy và buồng thang
sẽ không được điều khiển chính xác. Để khắc phục sai số phải dùng một bộ
cảm biến để xác định vị trí chính xác của sàn tầng.
2.2.11 Hệ thống cảm biến cửa
Hệ thống cảm biến cửa là mạng lưới tia hồng ngoại bao phủ ngay vi 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 sẽ mở cửa
ngay lập tức và không gây va chạm cho hành khách (hoặc hàng hóa) với cửa.
2.2.12 Hệ thống tự động bảo vệ bằng điện (Automatic Rescue Divide).
Khi thang máy có sự cố hoặc gặp lỗi không mong muốn, hành khách có
thể bị mắc kẹt bên trong buồng thang. Khi đó thiết bị bảo vệ tự động sẽ tác
động ngay lập tức, nó dược cấp nguồn từ nguồn điện dự trữ (hệ thống acqui,
pin,…), buồng thang khi đó sẽ được điều khiển đưa đến tầng gần nhất và hệ
thống cửa sẽ dược tự động mở ra.
Trang 20


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). Tùy theo yêu
cầu, hệ thống truyền động mở của có thể vận hành bằng dòng điện một chiều
hoặc xoay chiều.
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.
2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ SỬ DỤNG THANG MÁY
Thang máy hoạt động theo các nguyên tắc sau:
2.3.1 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.
2.3.2 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.

2.3.3 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.

Trang 21


2.3.4 Sử dụng thang máy


Gọi thang máy từ bên ngoài buồng thang (ở các tầng)
Báo vị trí thang

Báo chiều thang

Bảng điều khiển

Hình 2.7 Mô hình điều khiển thang máy từ bên ngoài buồng thang.
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
xuống

, một nút để gọi thang đi

. Riêng ở tầng dưới cùng chỉ có một nút (là đi lên hoặc 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.
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 :

Trang 22


+ 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 dược 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.


Gọi thang từ bên trong buồn 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. Bao gồm các nút có chức năng sau:

Hình 2.8 Bảng điều khiển bên trong thang máy
+ 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).
Trang 23


+ 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.
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.

Trang 24


CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT
3.1 PHÂN TÍCH BÀI TOÁN
3.1.1 Tính chọn công suất động cơ
Các bước tính chọn công xuất động cơ :
+Chọn sơ bộ công suất động cơ dựa trên công suất cản tĩnh.
+Xây dựng biểu đồ phụ tải toàn phần tính đến phụ tải trong chế độ quá độ.
+ Kiểm tra công suất động cơ đã chọn theo điều kiện khởi động, điều
kiện quá tải momen, điều kiện phát nhiệt(theo phương pháp dòng đẳng trị).
Các thông số kĩ thuật:
+ Số tầng:

n=4

+ Chiều cao mỗi tầng nhà :
+ Tốc độ chuyển động :
+ Gia tốc cực đại :
+ Trọng lượng cabin:
+ Tải cực đại :

v = 1,5 (m/s)
= 1,5 (m/)
= 900 (kg)
= 750 (kg)

+ Đường kính pulin:

D = 0,4 (m)

Hình 3.1 Sơ đồ động học của thang máy

Trang 25