ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN CẦU THANG MÁY DÙNG PLC

M ỤC L ỤC
M ỤC L ỤC......................................................................................................1
LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................2
CHƯƠNG I......................................................................................................3
TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY..................................................................3
1-1. TỔNG QUAN...............................................................................................4
1-1.1. Khái niệm chung về thang máy (theo TCVN 6395:1998).......................4
1-1.2. Cấu trúc điển hình của thang máy............................................................5
1-2. CÁC HỆ TRUYỀN ĐỘNG DÙNG CHO THANG MÁY..........................9

CHƯƠNG II...................................................................................................11
KHẢO SÁT THANG MÁY KHOA MAY..................................................11
2-1. CẤU TRÚC THANG..................................................................................11
2-1.1. Giếng thang..............................................................................................11
2-1.2. Cửa tầng................................................................................................12
2-1.3.Phòng điều khiển ...................................................................................13
2-1.4. Hệ thống an toàn....................................................................................15
2-1.5. Sơ đồ mạch điện....................................................................................16
2-2. HỆ TRUYỀN ĐỘNG THANG MÁY KHOA MAY ................................24
2-3. THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY KHOA MAY...........................25
2-3.1. Modul CPU 224 AC/DC/RLY: 214 -1BD22 -0XB0..............................26
2-3.2. Modul EM 223 DC/Relay: 223-1PL21-0XA0.......................................27
2-3.3. Modul EM 222 Relay output: 222 -1PL21-0XA0.................................27
2-4. KIỂM TRA LỰA CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ...............................28
2-4.1. Tính lực kéo đặt lên puly.......................................................................28
2-4.2.Tính momen của động cơ tương ứng với lực kéo...................................30
2-5. THỰC TRẠNG CỦA THANG MÁY........................................................30

CHƯƠNG III TỔNG QUAN VỀ PLCS7-200............................................32
VÀ BIẾN TẦN MM4XX..............................................................................32
3-1. TỔNG QUAN VỀ PLC S7-200..................................................................32

3-1.1. Cấu trúc bộ nhớ của PLC S7-200..........................................................33
3-1.2. Vòng quét của PLC S7-200...................................................................35
3-1.3. Ngôn ngữ lập trình.................................................................................36
3-1.4. Bộ đếm tốc độ cao.................................................................................42
3-2. HỌ BIẾN TẦN MM440 VÀ MM420 CỦA SIEMENS............................47
3-2.1. Cấu tạo chung và nguyên tắc hoạt động................................................47
1


3-2.2. Lắp đặt phần điện..................................................................................48
3-2.3.Các thông số cài đặt nhanh.....................................................................51
3-2.4. Các thông số cài đặt ứng dụng...............................................................55

CHƯƠNG IV.................................................................................................62
LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY................................................62
5-1. TÍNH TOÁN TOẠ ĐỘ CABIN VÀ TỐC ĐỘ THANG...........................62
5-1.1. Xác định toạ độ cabin............................................................................62
5-1.2. Tính toán tần số chạy ở tốc độ cao.........................................................64
5-1.3. Tính toán tần số xung của encoder.........................................................65
5-2. CÀI ĐẶT BIẾN TẦN.................................................................................65
5-2.1.Cài đặt biến tần MM440.........................................................................65
5-2.2. Cài đặt biến tần MM420........................................................................71
5-3. LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN..........72
5-3.1. L ưu đồ thuật toán...................................................................................72
5-3.2. Bảng Symbol.........................................................................................74
5-3.3. Chương trình điều khiển........................................................................76

CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ........................................88
5.1. KẾT LUẬN.................................................................................................88

PHỤ LỤC.......................................................................................................91

LỜI NÓI ĐẦU
Hoà chung với công cuộc xây dựng và phát triển đất nước, sự nghiệp giáo dục
của nước 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 kỹ thuật nòng cốt, kỹ sư chuyên ngành có năng lực, đủ

2


đức, đủ tài phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá. Để đạt được mục
tiêu đó thế hệ trẻ đặc biệt là những sinh viên chúng ta phải chủ động tìm hiểu 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 đam mê khoa học,
nhóm sinh viên chúng em đã nghiên cứu đề tài:

“Điều khiển cầu thang máy dùng PLC”
Đề 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.
Quyển thuyết minh gồm 5 chương :
Chương I : Những 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 điều khiển và chạy thử.
Chương V : Kết luận và khuyến nghị.
Do thời gian và kinh nghiệm hạn chế nên quyển 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 để quyển thuyết minh hoàn thiện hơn.

Hưng Yên, ngày 20/8/2008.
Nhóm sinh viên thực hiện.

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ 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.

3


1-1. TỔNG 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 hơn 15 0 so với phương thẳng đứng theo một
tuyến đã định sẵn.
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 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 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 bằng 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 tổng giá thành của công trình chiếm khoảng 6% đến 7% là hợp lý.

Đối với những 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.
Với các nhà nhiều tầng có chiều cao lớn thì việc trang bị thang máy là bắt
buộc để phục vụ việc đi lại trong nhà. Nếu vấn đề vận chuyển người trong những
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 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.
Thang máy có cabin đẹp, sang trọng, thông thoáng, êm dịu thì chưa đủ điều
kiện để đưa vào sử dụng mà phải có đầy đủ các thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy

4


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 điển hình 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
- 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. ụ 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.

5


Hình 1.1. Kết cấu cơ khí của thang máy
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 bằng khối lượng của
cabin cộng với 1/2 khối lượng định mức hoạt động của thang.

6

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 điểm 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 khiển dịch chuyển 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 điểm cửa tại các tầng, các mạch hiển thị, nút nhấn, đèn nhớ tại các
tầng, các thiết bị an toàn, switch nhận biết đứt hoặc dãn cáp hệ thóng phanh khẩn
cấp cơ khí được gọi chung là Govenor (hiểu theo chuyên môn). Govenor gồm có
puly chính đặt ở phòng máy, puly đối trọng làm cho sợi cáp luôn căng và di chuyển
được đặt dưới hố thang. Puly quay nhờ một sợi cáp di chuyển theo cabin, cabin di
chuyển 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 để phục vụ công tác kiểm tra bảo
dưỡng), 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 khiển 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).
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 kiểm tra bảo dưỡng, báo lỗi…), nút
nhấn gọi thang (loại có đèn nhớ), ổ khoá hoạt động của thang hoặc khoá gọi sử
dụng thang.

7


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 để mở 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 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 chỉ hoạt động khi tất cả các cửa đều được đóng kín, khi
thang ngang bằng 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. 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 để 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 sẽ có
thông số chịu tải và tốc độ kéo cabin nhất định. Thông thường ngoài Puly chính của
máy kéo, còn có các Puly đỡ phụ, dùng để thay đổi hướng đi của cáp tải, vị trí và
kích thước của các Puly đỡ phụ này được tính toán sao cho góc ôm là hợp lý, nếu
góc ôm nhỏ quá sẽ sinh ra hiện tượng trượt cáp, còn nếu góc ôm lớn quá thì cáp
mau mỏi, ma sát với Puly lớn làm giảm tuổi 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
cùng hoặc sàn tầng dừng thấp nhất, hay bố trí bên trong hố thang (thang không
phòng máy)
b. Phần điều khiển.

Phần này được sử dụng để điều khiển toàn bộ hoạt động của thang máy. Kết
hợp điều khiển bằng PLC và VĐK.
c. An toàn.

8


Thang đang hoạt động có thể 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
chuyển 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 khiển thang bị ngắt hoàn
toàn. Đồng thời có một switch an toàn phụ được lắp tại tay giật ổ thắng để nhận biết
tay giật dịch chuyển. Trong trường hợp 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 hiểm (chuyên môn gọi là thắng cơ khí).
Thắng cơ khí được bố trí cạnh máy kéo (có thể thắng đĩa hoặc thắng càng. Ở 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 ứng 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 triển của các loại biến tần
công nghiệp, hệ truyền động với động cơ không đồng bộ cũng đã được ứng 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
- Trị số gia tốc lớn nhất cho phép
- 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 thể 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.

9


- 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. Số 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 > 1,5m/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 ( ∆S ≤ ±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 ≥ ±1,5m/ 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 chuyển động hợp lý, nâng
cao độ chính xác khi dừng. Nhược điểm 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 chữa.
- 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, điểm lại ta có thể thấy hệ truyền động dùng trong thang máy cũng
rất đa dạng có thể ứng dụng cả động cơ 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 bởi tính đơn giản trong thiết
kế, chế tạo và có khả năng linh động trong việc chọn lựa hệ truyền động phù hợp
10


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 dưỡng 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 thể 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, ổn định. Với bộ biến tần ta có thể 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.
NHẬN 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 ở
chương 2.

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.

11


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 gắn một thanh cam để có thể tác động các tiếp điểm của các giới hạn hành
trình này. Khi cabin tác động hộp đầu tiên theo chiều di chuyển (GHT hay GHD )
thì bắt buộc phải giảm tốc độ, đồng thời Reset bộ đếm. Nếu tiếp tục tác động giới
hạn hành trình thứ 2 (GHTC hay GHDC) thì toàn bộ hệ thống điều khiển sẽ ngắt.
- Tại vị trí bằng tầng của các tầng đều được gắn vào rail dẫn hướng một cờ
chắn. Khi cảm biến quang được gắn ở đầu cabin gặp cờ thì tác động để dừng thang
tại vị trí bằng tầng.

Hình 2.1: Cảm biến quang phát hiện vị trí bằng tầng.
- Trong giếng thang còn có hệ thống đèn chiếu sáng dọc hố, các tiếp điểm
cửa tại các tầng, đường dây của mạch an toàn cửa.
- Hệ thống điện di chuyển 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 chuyển lên/ xuống để phục vụ công tác kiểm tra
bảo dưỡng), 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 khiển và
nhận biết đóng/ mở cửa cabin, hệ thống an toàn (nóc thoát hiểm, 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 chuyển 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
12


khí bên trong chuyên môn gọi là doorlock, nếu muốn mở được cửa từ bên ngoài thì
bạn phải có chìa khoá để mở 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 bằng 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
để 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.

Chï m tia hång ngo¹i

Hình 2.2: Bố trí cảm biến phát hiện di chuyển ra vào cabin.

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

13


Hình 2.3: Động cơ kéo cabin.
2-1.3.2. 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 PLC S7-200 CPU224, 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 khiển cuả thang máy.
- Các tín hiệu điều khiển từ các tầng và cabin đều được đưa về bộ xử lý
trung tâm PLC.
- Biến tần và PLC được kết nối 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 để điều khiển động cơ kéo cabin và động cơ mở cửa cabin.
- Động cơ kéo ở đây được 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 môdul ENCODER của biến tần MM440.

14


- 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 chuyển của buồng thang. Khi trục đồng
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 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 để xác định vị trí chính
xác của sàn tầng.

Hình 2.4: Tủ điện.
2-1.4. Hệ thống an toàn.
Thang đang hoạt động có thể 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
chuyển 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 khiển thang bị ngắt hoàn
toàn. Đồng thời có một switch an toàn phụ được lắp tại tay giật ổ phanh để nhận
biết tay giật dịch chuyển. Trong trường 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
15


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 phanh sẽ lập tức ép
chặt rail dẫn hướng giữ cabin lại.

Hình 2.5 : Puly Govenor

Ngoài ra còn có hệ thống phanh bảo hiểm (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
tĩnh của thắng cơ khí sẽ không cho trục moto quay, giữ chặt cabin cố định, muốn
thang di chuyển được ta phải mở thắng cơ khí này ra bằng cách cấp dòng điện vào
cuộn thắng.

Hình 2.6: Phanh điện từ.
2-1.5. Sơ đồ mạch điện.
2-1.5.1. Sơ đồ bố trí tủ điện.

16


Hình 2.7: Sơ đồ bố trí tủ điện.
2-1.5.2. Mạch động lực.

17


Hình 2.8: Sơ đồ mạch động lực.

2-1.5.3. Mạch điều khiển.

18


Hình 2.9. Sơ đồ mạch điều khiển.
2-1.5.4. Sơ đồ đầu vào và ra của CPU224.

19

Hình 2.10: Sơ đồ các đầu vào ra CPU224.
2-1.5.5. Sơ đồ đầu vào và ra của môdul mở rộng EM223.
20


Hình 2.11: Sơ đồ các đầu vào, ra môdul EM223.
2-1.5.6. Sơ đồ mạch điều khiển tín hiệu trong cabin.
21


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

22


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

Hình 2.13: Sơ đồ mạch điều khiển tín hiệu ngoài cửa tầng.

23


2-2. HỆ TRUYỀN ĐỘNG THANG MÁY KHOA MAY .
Sau quá trình tìm hiểu 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 khiển 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: Iđm = 13 A
- Hệ số công suất: cos ϕ = 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: 400C 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 khiển 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 tần số đầu 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 cỡ H x W x D: 245 x 185 x 195.
- Dải nhiệt độ làm việc: -100C - +500C.
Động cơ kéo cửa được điều khiển bởi biến tần MM420 có các thông số cụ
thể 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 tương tự: 0 -10 V.
- 1 ngõ ra tương tự: 0 -20 mA.
- Loại A, kích cỡ H x W x D: 173 x 73 x 149 .

2-3. THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY KHOA MAY.
Thang máy này được điều khiển bởi bộ điều khiển logic khả trình PLC
S7200 của hãng siemen bao gồm: CPU 224 AC/DC/RLY; hai modul vào / ra số:
EM223 DC/Relay và EM 222 Relay output. Các thông số của bộ điều khiển:

25