BCTT Nghiên cứu phân tích cấu trúc thang máy

Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

Chương I: Nghiên cứu phân tích cấu trúc thang máy
I. Giới thiệu thang máy
Thang máy là thiết bị vận tải dùng để chở ngời và hàng hoá theo phương thẳng
đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 150 so với phương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn.Thang
máy và máy nâng đợc sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất của nền kinh tế quốc dân như trong
ngành khai thác hầm mỏ,trong ngành xây dựng,luyện kim,công nghiệp nhẹ…ở những nơi đó thang máy
và máy nâng đợc sử dụng để vận chuyển hàng hoá,sản phẩm,đa công nhân tới nơi làm việc có độ cao
khác nhau…Nó đã thay thế cho sức lực của con người và mang lại năng suất cao.Hình dáng tổng thể của
thang máy được giới thiệu tại hình 1.


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

Hình 1.1 : hình dáng tổng thể của thang máy
Trong sinh hoạt dân dụng,thang máy đợc lắp đặt và sử dụng rộng rãi trong các toà nhà cao
tầng,trong các khách sạn,siêu thị,công sở và trong các bệnh viện….Hệ thống thang máy đã giúp con ngời
tiết kiệm được nhiều thời gian và sức lực…
Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định đối với các toà nhà cao trên 6 tầng trở lên phải đợc trang bị
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 công trình chiếm khoảng 6% đến 7% là
hợp lý.
ở Việt Nam trớc đây thang máy chủ yếu đợc sử dụng trong các ngành công nghiệp để chở hàng hoá và ít
được phổ biến.Nhng trong giai đoạn hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế quốc dân và đời
sống nhân dân ngày càng nâng cao,việc sử dụng thang máy trong mọi lĩnh vực ngày càng tăng lên.

Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

Phụ tải của thang máy thay đổi trong một phạm vi rất rộng ,nó phụ thuộc vào lợng hành khác đi lại
trong một ngày đêm và hớng vận chuyển hành khách.Nh thang máy lắp đặt trong nhà hành chính,buổi
sáng đầu giờ làm việc hành khách đi nhiều theo chiều lên.còn buổi chiều ,cuối giờ làm việc,hành khách sẽ
đi theo chiều xuống nhiều.
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 ngời ,vì vậy yêu cầu chung đối với hệ thống 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 kỹ thuật an toàn
đợc quy định trong các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm.
Thang máy chỉ có cabin đẹp ,sang trọng,thông thoáng , êm dịu thì cha đủ điều kiện để đa vào sử dụng
mà còn phải đầy đủ các thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy nh: điện chiếu sáng dự phòng khi mất
điện,điện thoại nội bộ(interphone), chuông báo,bộ hãm bảo hiểm, an toàn cabin(đối trọng), công tắc an
toàn của cửa cabin,khoá an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất nguồn điện…
Lựa chọn thang máy không chỉ đơn thuần xem xét các vấn đề kỹ thuật mà còn phải xem xét cả
các yếu tố kinh tế .Hiển nhiên càng nhiều thang máy có tải định mức lớn,tốc độ định mức cao,hệ điều
khiển càng hiện đại thì càng tạo điều kiện thuận lợi cho khách hàng sử dụng cũng nh rút ngắn thời gian
chờ đợi,giảm thời gian đi tốc độ định mức,một mặt đòi hỏi vốn đầu t cho thang lớn,mặt khác làm tăng
diện tích chiếm chỗ,tăng chi phí xây dựng cho giếng thang…Nh vậy điều kiện thuận lợi cho hành khách
và vốn đầu t luôn là hai chỉ tiêu tỷ lệ nghịch với nhau.Quá trình lựa chọn thang máy chính là quá trình xác
định số thang,tính năng kỹ thuật của thang (tải ,tốc độ định mức,phương pháp điều khiển…),các kích
thớc cơ bản của thang và vị trí đặt thang phù hợp với đặc điểm ,mục đích sử dụng của toà nhà với vốn đầu
t chấp nhận được.
Đối với nhà sử dụng nhiều thang, bên cạnh việc chọn tính năng kỹ thuật còn phải bố trí chúng thành
nhóm sao cho hợp lý để tận dụng năng suất tối u của thang cũng nh tạo thuận lợi cho khách.
Đối với các toà nhà cao tầng có lợng hành khách cần vận chuyển lớn ngời ta thường chi thang máy ra
làm các nhóm riêng phục vụ các thành phần khác nhau theo chiều cao của toà nhà.Các thang máy ở các

nhóm khác nhau có thể có tính năng kỹ thuật khác nhau,thường các thang phục vụ cho các tầng cao có tải
và tốc độ định mức lớn hơn các thang phục vụ phần thấp hơn.
II. Phân loại thang máy
Tuỳ thuộc vào tính chất,chức năng của thang máy.Thang máy có thể phân loại thành rất nhiều loại tuỳ
thuộc vào các tính chất.ví dụ như phân loại theo hệ dẫn động cabin,theo vị trí đặt bộ kéo tời,theo hệ thống
vận hành,theo công dụng….dới đây là một số phân loại:

1 . Phân loại theo chức năng
+ Thang máy chở ngưi
Gia tốc cho phép được quy định theo cảm giác của hành khách :Gia tốc tối u là a<
2m/s2


Báo cáo thực tập

•

SV:Khúc Tuấn Vũ

Thang máy dùng trong các toà nhà cao tầng : loại này có tốc độ trung bình hoặc lớn,đòi hỏi vận
hành êm,an toàn và có tính mỹ thuật…

•

Thang máy dùng trong bệnh viện:Phải đảm bảo rất an toàn,sự tối u về độ êm khi dịch
chuyển,thời gian dịch chuyển ,tính ưu tiên đúng theo các yêu cầu của bệnh viện..

•

Thang máy dùng trong các hầm mỏ ,xí nghiệp:Đáp ứng được các điều đợc các điều kiện làm

việc nặng nề trong công nghiệp như tác động của môI trường làm việc:độ ẩm,nhiệt độ,thời gian
làm việc,sự ăn mòn…

+ Thang máy chở hàng
Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp,trong kinh doanh…Nó đòi hỏi cao về việc dừng chính xác
buồng thang máy đảm bảo cho việc vận chuyển hàng hoá lên xuống thang máy đợc dễ dàng thuận tiện…

2 . Phân loại theo tốc độ dịch chuyển.
•

Thang máy tốc độ thấp : v < 1 m/s

•

Thang máy tốc độ trung bình: v= 1 ữ 2,5 m/s. Thường dùng cho các nhà có số tầng từ 6 ữ
12 tầng.

•

Thang máy tốc độ cao:v =2,5 ữ 4 m/s. Thường dùng cho các nhà có số tầng mt >16 tầng.

•

Thang máy tốc độ rất cao(Siêu tốc) : v = 5m/s. Thường dùng trong các toà tháp cao tầng.

3 . Phân loại theo tải trọng
•

Thang máy loại nhỏ :Q < 500 Kg.Hay dùng trong thư viện,trong các nhà hàng ăn uống
để vận chuyển sách hoặc thực phẩm

•

Thang máy loại trung bình : Q = 500 ữ 1000 Kg.

•

Thang máy loại lớn : Q = 1000 ữ 1600 kg.

•

Thang máy loại rất lớn Q > 1600 Kg.

4 . Phân loại theo vị trí đặt bộ kéo tời
Đối với thang máy điện
Thang máy có bộ kéo tời đặt phía trên giếng thang.
Thang máy có bộ tời kéo đặt dới giếng thang .
đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bằng bánh răng thanh răng thì bộ tời dẫn động đặt ngay trên
nóc cabin.
Đối với thang máy thuỷ lực : Buồng đặt tại tâng trệt .

5 . Theo hệ thống vận hành.
a) Theo mức dò tự động :
+ loại nửa tự động + loại tự
động ;


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

b ) theo tổ hợp điều khiển :
+ điều khiển đơn ;
+ điều khiển kép ;
+ điều khiển theo nhóm ;
c ) theo vị trí điều khiển :
+ điều khiển trong cabin ;
+ điều khiển ngoài cabin ;
+ điều khiển cả trong và ngoài cabin ;
III. Trang thiết bị cơ khí của thang máy

1 . Tổng thể cơ khí thang máy
Các thiết bị chính của thang máy gồm có : buồng thang ,tời nâng, cáp treo buồng thang, đối trọng,
động cơ truyền động, phanh hãm điện từ và các thiết bị điều khiển khác.
Tất cả các thiết bị của thang máy đợc trong giếng buồng thang (khoảng không gian từ trần của
tầng cao nhất đến mức sâu nhất của tầng 1), trong buồng máy (trên sàn tầng cao nhất ) và hố buồng thang
(dới mức sàn tầng 1). Bố trí cá thiết bị của một thang máy đợc biểu diễn trên hình 1.2.
Các thiết bị thang gồm có : 1. Động cơ điện ; 2. Puli ; 3. Cáp treo; 4. Bộ hạn chế tốc độ ;
5.Buồng thang ; 6. Thanh dẫn hớng ;7. Hệ thống đối trọng ; 8. Trụ cố định ; 9. Puli dẫn hướng ; 10. cáp
liên động ; 11. Cáp cấp điện ; 12. Động cơ đóng mở cửa buồng thang.

2. Thiết bị lắp đặt trong buồng máy
+ Cơ cấu nâng
Trong buồng máy lắp đặt hệ thống tời nâng hạ buồng thang (cơ cấu nâng) 1 ( trên hình 1.2) tạo ra
lực kéo chuyển động buồng thang và đối trọng.
Cơ cấu nâng gồm có các bộ phận sau : bộ phận kéo cáp (puli hoặc tang quấn cáp ), hộp giảm tốc
độ, phanh hãm điện từ và động cơ truyền động. Tất cả các bộ phận trên đợc lắp đặt trên tấm đế bằng thép.
Trong thang máy thờng dùng hai cơ cấu nâng ( hình 1.3) :

-

cơ cấu nâng có hộp tốc độ (hình 1.3 a)

-

cơ cấu nâng không dùng hộp tốc độ (hình 1.3 b).

Cơ cấu nâng không có hộp tốc độ thường đợc sử dụng trong các thang máy tốc độ cao.
+ Tủ điện : trong tủ điện lắp ráp cầu dao tổng, cầu chì các loại, công tắc tơ và các loại rơle trung
gian.
+ Puli dẫn hướng 2 (hình 1.2).


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

Hình 1.2 :các thiết bị cơ khí lắp trong thang.
+ Bộ phận hạn chế tốc độ 4 (hình 1.2) làm việc phối hợp với phanh boả hiểm bằng cáp liên động
10 để hạn chế tốc độ di chuyển của buồng thang

3 . Thiết bị lắp trong giếng thang máy
+ Buồng thang : Trong quá trình làm việc, buồng thang 5 (hình 1.2) di chuyển trong giếng thang
máy dọc theo các thanh dẫn hớng 6 (hình 1.2). Trên nóc buồng thang có lắp đặt phanh bảo hiểm, động cơ
truyền động đóng - mở cửa buồng thang 12 (hình 1.2). Trong buông thang lắp đặt hệ thống nút bấm điều
khiển, hệ thống đèn báo, đèn chiếu sáng buồng thang, công tắc liên động với sàn của buồng thang và điện
thoại lên lạc với bên ngoài trong trờng hợp thang máy mất điện. Cung cấp điện cho buồng thang bằng dây
cáp mềm 11 (hình 1.2).

Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

+ Hệ thống cáp treo 3 (hình 1.2) là hệ thống cáp hai nhánh một đầu nối với buồng thang đầu còn
lại nối với đối trọng 7 cùng với puli dẫn hớng .
+ Trong giếng của thang máy còn lắp đặt các bộ cảm biến vị trí dùng để chuyển đổi tốc độ động
cơ, dừng buồng thang ở mỗi tầng và hạn chế hành trình nâng – hạ của thang máy.

4 . Thiết bị lắp đặt trong hố giếng thang máy
Trong hố giếng thang máy lắp đặt hệ thống giảm xóc 8 (hình 1.2) là hệ thống giảm xóc dùng lò xo
và giảm xóc thuỷ lực tránh sự va đập của buồng thang vò đối trọng xuống sàn của giếng thang máy trong
trường hợp công tắc hành trình hạn chế hành trình di chuyển xuống bị sự cố (không hoạt động).

Hình 1.3 : Cơ cấu nâng thang

5 . Các thiết bị cố định trong giếng thang
5.1 Ray dẫn hớng
Ray dẫn hớng đợc lắp đặt dọc theo giếng thang để dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển động dọc
theo giếng thang. Ray dẫn hớng đảm bảo cho cabin và đối trọng luôn nằm ở vị trí thiết kế của chúng trong
giếng thang và không bị dịch chuyển theo phướng nằm ngang trong quá trình chuyển động. Ngoài ra ray
dẫn hướng còn phải đủ cứng vững để trọng lượng của cabin và tải trọng trong cabin tựa lên dẫn hướng
cùng các thành phần tải trọng động khi bộ hãm bảo hiểm làm việc (trong trường hợp bị đứt cáp hoặc
cabin đi xuống với tốc độ lớn hơn giá trị cho phép).

5.2 Giảm chấn
Giảm chấn được lắp đặt dới đáy hố thang để dừng và đỡ cabin và đối trọng trong trờng hợp cabin
hoặc đối trọng chuyển động xuống dới vợt quá bị trí đặt của công tắc hành trình cuối cùng. Giảm chấn
phải có độ cao đủ lớn để khi caibin hoặc đối trọng tỳ lên nó thì có đủ khoảng trống cần thiết phía dới phù
hợp cho ngời có trách nhiệm thực hiện kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa.

6 . Cabin và các thiết bị liên quan
Cabin là bộ phận mang tải của thang máy.Cabin phải có kết cấu sao cho có thể tháo rời nó thành từng
bộ phận nhỏ.Theo cấu tạo,cabin gồm 2 phần:kết cấu chịu lực(khung cabin) và các vách che, trần, sàn tạo
thành buồng cabin.Trên khung cabin có lắp các ngàm dẫn hớng, hệ thống treo cabin, hệ thống tay đòn và


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

bộ hãm bảo hiểm, hệ thống cửa và cơ cấu đóng mở cửa….Ngoài ra,cabin của thang máy chở người phải
đảm bảo các yêu cầu về thông gió, nhiệt độ và ánh sáng.

6.1 Khung cabin
Khung cabin là phần xương sống của cabin thang máy. Được cấu tạo bằng các thanh thép chịu lực
lớn. Khung cabin phải đảm bảo cho thiết kế chịu đủ tải định mức.

6.2 Ngàm dẫn hớng
Ngàm dẫn hớng 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 vợt quá giá trị cho phép.
Có hai loại ngàm dẫn hướng : ngàm trợt(bạc trợt) và ngàm con lăn.

6.3 Hệ thống treo ca bin
Do cabin và đối trọng được treo bằng nhiều sợi cáp riêng biệt cho nên phải có hệ thống treo để đảm
bảo cho các sợi cáp nâng riêng biệt có độ căng nh nhau.Trong tưrờng hợp ngược lại ,sợi cáp chịu lực căng
lớn nhất sẽ bị quá tải còn sợi cáp chùng sẽ trợt trên rãnh puly ma sát nên rất nguy hiểm.Ngoài ra ,do có
sợi chùng sợi căng nên các rãnh cáp trên puly ma sát sẽ bị 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 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 đợc khi đã điều

chỉnh độ căng của các cáp như nhau.Hệ thống treo cabin đợc lắp đặt với dầm trên khung đứng trong hệ
thống chịu lực của cabin.

6.4 Buồng cabin
Buồng cabin là một kết cấu có thể tháo rời được gồm trần, sàn và vách cabin.Các phần này có liên kết
với nhau và liên kết với khung chịu lực của cabin.Buồng cabin phải đảm bảo đợc các yêu cầu cần thiết về
mặt kỹ thuật cũng nh mặt mỹ thuật

6.5 Hệ thống cửa cabin và cửa tầng
Cửa cabin và cửa tầng là những bộ phận có vai trò rất quan trong trong việc đảm bảo an toàn và có
ảnh hởng lớn 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 đợc mở ra.Tương tự khi đóng lại thì hệ thống
liên kết sẽ không tác động vào cửa tầng nữa mà buồng thang lại di chuyển đi đến các tầng khác.

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 với trọng lượng của cabin và tải trọng nâng.Việc chọn sơ đồ động học và


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

trọng lượng các bộ phận của hệ thống cân bằng có ảnh hưởng lớn đến mômen 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 puly ma sát.

7.1 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, ngời ta chọn đối trọng sao cho trọng lượng của nó cân bằng với trọng lượng

của cabin và một phần tải trọng nâng ,cáp điện và không dùng cáp hoặc xích cân bằng.Khi thang máy có
chiều cao nâng lớn, trọng lượng của cáp nâng và cáp điện là đáng kể nên ngời ta phải dùng cáp hoặc xích
cân bằng để bù trừ lại phần tải trọng của cáp điện và cáp nâng chuyển từ nhánh treo cabin sang nhánh
treo đối trọng và ngược lại khi thang máy hoạt động.

7.2 Xích và cáp cân bằng
Khi thang máy có chiều cao trên 45 m hoặc trọng lượng cáp nâng và cáp điện có giá trị trên 0,1 Q thì
người ta phải đặt thêm cáp hoặc xích cân bằng để bù trừ lại phần trọng lượng của cáp nâng và cáp điện
chuyển từ nhánh treo cabin sang nhánh treo đối trọng và ngược lại khi thang máy hoạt động, đảm bảo
mômen tải tương đối ổn định trên puly ma sát. Xích cân bằng thờng được dùng cho thang máy có tốc độ
dới 1,4 m/s. Đối với thang máy có tốc độ cao, ngời ta thờng 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 của thang máy khi cáp cân bằng bị đứt hoặc bị dãn quá lớn và khi có sự cố với thiết bị
kéo căng cáp cân bằng.

7.3 Cáp nâng
Có cấu tạo bằng sợi thép cacbon tốt có giới hạn bền 1400 – 1800 N/mm 2 . Trong thang máy
thường dùng từ 3 đến 4 sợi cáp bện. Cáp nâng được chọn theo điều kiện sau:

S

MAX

*n≤S

d

Trong đó:
Smax - lực căng cáp lớn nhất trong quá trình làm việc của thang máy ; S d

- tải trọng phá hỏng

cáp do nhà chế tạo xác định và cho trong bảng cáp tiêu chuẩn tuỳ thuộc vào loại cáp , đường
kính cáp và giới hạn bền của vật liệu sợi thép bện cáp
n - hệ số an toàn bền của cáp, lấy không nhỏ hơn giá trị quy định trong tiêu chuẩn, tuỳ thuộc vào
tốc độ, loại thang máy và loại cơ cấu nâng.

7.4 Bộ kéo tời
Tuỳ theo sơ đồ dẫn động mà bộ tời kéo được đặt ở trong phòng máy dẫn động nằm ở phía trên, phía
dới hoặc nằm ở cạnh giếng thang. Bộ tời kéo dẫn động điện gồm có hộp giảm tốc và loại không có hộp
giảm tốc. Đối với thang máy có tốc độ lớn ngời ta dùng bộ tời kéo không có hộp giảm tốc.


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

8 . Thiết bị an toàn cơ khí
Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy có vai trò đảm bảo an toàn cho thang máy và hành khách
trong trờng hợp xảy ra sự cố nh :đứt cáp, cáp trượt trên rãnh puly ma sát, cabin hạ với tốc độ vượt quá giá
trị cho phép. Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy gồm có:

8.1 Phanh hãm điện từ :
Về kết cấu, cấu tạo, nguyên lý hoạt động giống như phanh hãm điện từ dùng trong các cơ cấu của cầu
trục.

8.2 Phanh bảo hiểm :
( có một số tên gọi khác như : phanh dù hoặc cơ cấu tổ đớp). Chức năng của phanh bảo hiểm là hạn chế
tốc độ di chuyển của buồng thang vợt quá giới hạn cho phép và giữ chặt buồng thang tại chỗ bằng cách
ép vào hai thanh dẫn hướng trong trờng hợp bị đứt cáp treo. Về kết cấu và cấu tạo, phanh bảo hiểm có ba

loại :

- Phanh bảo hiểm kiểu nêm dùng để hãm khẩn cấp.
- Phanh bảo hiểm kiểu kìm (hình 1.4) dùng để hãm êm. - Phanh bảo hiểm
kiểu lệch tâm dùng để hãm khẩn cấp.
Phanh bảo hiểm lắp đặt trên nóc của buồng thang, hai gọng kìm 2 trợt dọc theo hai thanh dẫn hớng 1.
Nằm giữa hai cánh tay đầu của gọng kìm có nêm 5 gắn chặt vối hệ thống truyền lực trực vít và tang bánh vít 4. Hệ truyền lực bánh vít - trục vít có hai dạng ren : bên phải là ren phải, còn phần bên trái là ren
trái. Khi tốc độ của buồng
thang thấp hơn trị số giới hạn tối đa cho phép, nêm 5 ở hai đầu của trục vít ở vị trí xa
nhất so với tang - bánh vít 4, làm cho hai gọn kìm 2 trợt bình thường dọc theo thanh
dẫn hướng 1. Trong trường hợp tốc độ của buồng thang vợt quá giới hạn cho phép,

Hình 1.4 Phanh hãm bảo hiểm kiểu kìm
1.thanh dẫn hướng; 2. gọng kìm; 3. dây cáp liên động cơ với bộ hạn chế tốc đô ;
4 . tang – bánh vít ; 5. Nêm.


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

tang - bánh vít 4 sẽ quay theo chiều để kéo dài hai đầu nêm 5 về phía mình , làm cho hai gọng kìm 2 ép
chặt vào thanh dẫn hướng, kết quả sẽ hạn chế được tốc độ di chuyển của buồng thang và trong trường hợp
bị đứt cáp treo, sẽ giữ chặt buồng thang vào hai thanh dẫn hướng.

9 . Cảm biến vị trí
Trong thang máy và máy nâng, các bộn phận cảm biến vị trí dùng để :

-

Phát lệnh dừng buồng thang ở mỗi tầng.

-

Chuyển đổi tốc độ động cơ truyền động từ tốc độ cao sang tốc độ thấp khi buồng

thang đến gần tầng cần dừng, để nâng cao độ dừng chính xác của buồng thang.

-

Xác định vị trí của buồng thang.
Hiện nay, trong sơ đồ khống chế thang máy và
máy nâng thờng dùng ba loại
cảm biến vị trí :
+ Cảm biến vị trí kiểu cơ khí(công tắc chuyển
đổi tầng)
Hình 1.5 Cảm biến vị trí kiểu cơ khí
1. Tấm cách điện; 2. Tiếp điểm tĩnh; 3.Tiếp
điểm động ; 4. Cần gạt; 5. Vòng đệm cao su
Cảm biến vị trí kiểu cơ khí là một

loại công tắc ba vị trí. Khi buồng thang di chuyển đi lên, dới tác dụng của vấu gạt (lắp ở mỗi tầng) sẽ gạt
tay gạt sang bên phải, cặp tiếp điểm 2 bên trái kín, khi buồng thang di chuyển theo chiều đi xuống, vị trí
tay gạt ở bên trái, cặp tiếp điểm 2 ở vị trí giữa, cả hai cặp tiếp điểm 2 đều hở.
Ưu điểm : có kết cấu đơn giản, thực hiện đủ ba chức năng của bộ phận cảm biến vị trí.
Nhợc điểm :

-

Tuổi thọ làm việc không cao, đặc biệt là đối với thang máy tốc độ cao

Gây tiếng ồn lớn, gây nhiễu cho các thiết bị vô tuyến.
+ Cảm biến vị trí kiểu cảm ứng (hình 1.6).


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

Hình 1.6. Cảm biến vị trí kiểu cảm ứng
a)Cấu tạo của cảm biến ;b) Sơ đồ nguyên tố của bộ cảm biến.
1 .Mạch từ ; 2. Cuộn dây ; 3. Tấm sắt chữ TS
Đối với thang máy tốc độ cao, nếu dùng bộ cảm biến kiểu cơ khí, làm giảm độ tin cậy trong quá
trình làm việc. Bởi vậy trong các sơ đồ khống chế thang máy tốc độ cao thờng dùng các bộ cảm biến
không tiếp điểm: kiểu cảm ứng, kiểu điện dung và kiểu quang điện.
Nguyên lý làm việc của cảm biến kiểu cảm ứng vị trí dựa trên sự thay đổi trị số điện cảm (L) của
cuộn dây có mạch từ khi mạch từ kín và mạch từ hở.
Cấu tạo của bộ cảm biến vị trí kiểu cảm ứng (hình 1.6a) gồm mạch điện từ 1, cuộn dây 2. Khi
mạch từ hở, điện trở của bộ cảm biến bằng điện trở thuần của cuộn dây, còn khi mạch từ bị che kín bằng
thanh thép chữ U (3), điện trở cảm biến sẽ tăng đột biến do thành phần điện cảm (L) của cuộn dây tăng.
Sơ đồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu cảm ứng được giới thiệu trên hình 3.31a. Bộ cảm biến có
thể đấu nối trực tiếp với rơle trung gian RTr một chiều hoặc rơle trung gian xoay chiều. Khi mạch từ hở,
do điện trở của cảm biến rất nhỏ, rơle trung gian RTr tác động, còn khi mạch từ kín, do điện trở của cảm
biến rất lớn rơle trung gian RTr không tác động. Để nâng cao độ tin cậy làm việc của rơle trung gian, đấu
tụ C song song với cuộn dây của bộ cảm biến. Trị số điện dung của tụ C đợc lựa chọn sao cho khi thanh
sắt 3 che kín mạch từ của bộ từ cảm biến sẽ tạo đợc chế độ cộng hởng dòng. Thông thường bộ cảm biến
CB đươc lắp ở thành giếng của thang máy, thanh sắt động lắp ở buồng thang.
+ Cảm biến vị trí kiểu quang điện
( hình 7)
Hình 1.7 Cảm biến vị trí kiểu quang điện

Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

Bộ cảm biến vị trí dùng hai phần tử
quang điện, cấu tạo của nó đợc giới thiệu trên
hình 1.7a. Cấu tạo của nó gồm khung giá chữ U
(thờng làm bằng vật liệu không kim loại). Trên
khung cách điện gá lắp hai phần tử quang điện 2
đối
diện nhâu : một phần tử phát quang (điôt phát
quang ĐF) và một phần tử thu quang ( transito
quang). Để nâng cao độ tin cậy của bộ cảm biến
không bị ảnh hưởng độ sáng của môi trờng
thờng dùng phần tử phát quang và thu quang
hang ngoại. Thanh gạt 3 di chuyển giữa khe hở
của khung gá các phần tử quang diện.
Sơ đồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu quang điện giới thiệu trên hình 1.7b.
Nguyên lý làm việc của bộ cảm biến kiểu quang điện nh sau: khi buồng thang cha đến đúng tầng,
ánh sáng cha bị che khuất, transito quang TT thông, transito T1 khoá và transito T2 thông, rơle trung gian
RTr tác động, còn khi buồng thang đến đúng tầng, ánh sáng bị che khuất, TT khoá, T1 thông, T2 khoá,
rơle trung gian RTr không tác động.
IV. Hệ thống mạch điện của thang máy

1 . Mạch động lực :
là hệ thống điều khiển cơ cấu dẫn động thang máy để đóng mở,đảo chiều cơ cấu dẫn động và phanh của
bộ tời kéo. Hệ thống phải đảm bảo việc điều chỉnh tốc độ chuyển động của cabin sao cho quá trình mở
máy và phanh đợc êm dịu và dừng cabin chính xác.

2 . Mạch điều khiển :
Là hệ thống điều khiển tầng có tác dụng thực hiện một chương trình điều khiển phức tạp, phù hợp với
chức năng yêu cầu của thang máy,Hệ thống điều khiển tầng có nhiệm vụ:lu trữ các lệnh di chuyển từ
cabin, các lệnh gọi tầng của hành khách và thực hiện các lệnh di chuyển hoặc dừng theo một thứ tự u tiên
nào đó,sau khi thực hiện xong lệnh điều khiển thì xoá bỏ ,xác định và ghi nhận thờng xuyên vị trí cabin
và hớng chuyển động của nó.Tất cả các hệ thống điều khiển tự động đều dùng nút ấn.

3 . Mạch tín hiệu :
là hệ thống các đèn tín hiệu với các ký hiệu đã thống nhất hoá để báo hiệu
trạng thái của thang máy, vị trí và hướng chuyển động của cabin.

4. Mạch chiếu sáng:
là hệ thống đèn chiếu sáng cho cabin,buồng máy và hố thang


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

5 . Mạch an toàn :
là hệ thống các công tắc, rơ le ,tiếp điểm nhằm đảm bảo an toàn cho ngời , hàng
hoá và thang máy khi hoạt động, cụ thể là:bảo vệ quá tải cho động cơ, thiết bị hạn chế tải trọng nâng,các
công tắc hành trình,các tiếp điểm tại cửa cabin, cửa tầng, tại hệ treo cabin và tại bộ hạn chế tốc độ, các rơ
le…Mạch an toàn ngắt tự động ngắt điện đến mạch động lực để dừng thang hoặc thang không hoạt động
đợc trong các trường hợp sau:

-

mất điện,mất pha, đảo pha, mất đờng tiếp đất…

-

quá tải

-

cabin vợt quá giới hạn đặt công tắc hạn chế hành trình.

-

đứt cáp hoặc tốc độ hạ cabin vợt qúa giá trị cho phép(bộ hạn chế tốc độ và bộ hãm bảo hiểm
làm việc)

- một trong các cáp nâng chùng quá giới hạn cho phép.

-

cửa cabin hoặc một trong các cửa tầng cha đóng hẳn.

Chương II: xây dựng hệ thống điều khiển và lập trình
điều khiển thang máy
I. Phương pháp mô tả mạch trình tự
Có nhiều phương pháp mô tả thường đợc dùng trong phân tích và tổng hợp mạc trình tự.Đó là các
phương pháp bảng chuyển trạng thái,phương pháp đồ hình trạng thái (đồ hình Mealy và đồ hình Moore),
phương pháp lu đồ nhng ta chỉ xét phương pháp bảng chuyển trạng thái là đơn giản và dễ xét nhất với
phương pháp này thì các trạng thái đầu ra của ta sẽ đợc tổ hợp bởi các trạng thái đầu vào.Sau đây là nội
dung của phương pháp bảng chuyển trạng thái
Phương pháp này mô tả quá trình chuyển đổi trạng thái dưới hình thức bảng.
Trong bảng hình 1 dới bao gồm:

-

Các cột của bảng ghi các biến vào và các biến ra.Các tín hiệu vào là các tín hiệu điều khiển( α

,β ,γ …) có thể là tín hiệu điều khiển của ngời vận hành ,của thiết bị chương trình hoặc các tín
hiệu phát ra từ các thiết bị công nghệ.


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

-

Các tín hiệu ra (Y1,Y2…) là tín hiệu kết quả của quá trình điều khiển và ghi ở cột đầu ra

-

Các hàng của bảng ghi các trạng thái trong của mạch (S1,S2,S3…). Số hàng của bảng chỉ rõ số
trạng thái của hệ.

-

Các ô giao nhau của cột biến vào và các hàng trạng thái sẽ ghi trạng thái của mạch.Nếu trạng thái
mạch không trùng với tên hàng thì đó là trạng thái không ổn định.

-

Các ô giao nhau của cột tín hiệu ra và các hàng trạng thái sẽ ghi giá trị tín hiệu ra tương ứng.

-

ở bảng trên hình 2 ,α ,β ,γ là các tín hiệu vào Y1, Y2 là các tín hiệu ra .Hệ có 3 trạng thái :S1 ( làm
việc ở tốc đọ thấp) ,S2 (đảo chiều quay), S3( dừng máy ).

Mỗi trạng thái của mạch có thể diễn đạt bằng ngôn ngữ và kèm theo một con só để gọi tên trạng thái
đó.Ví dụ ta xét trạng thái S1 lúc này máy hoạt động ở tốc độ thấp .Nếu lúc này cho biến α tác động thì
máy vẫn làm việc ở chế độ thấp (trạng thái S1 là trạng thái ổn định), nếu cho biến β tác động thì máy sẽ
chuyển sang trạng thái S2, nhng trạng thái S2 ghi ở hàng S1 là trạng thái không ổn định -trạng thái trung
γ
gian ,mạch đang chuẩn bị chuyển sang trạng thái ổn định khác ,nếu cho biến tác động thì mạch sẽ

chuyển từ trạng thái S1 sang trạng thái S3(trạng thái S3 không ổn định). Các biến đầu ra Y1, Y2 lúc này đều
bằng 0. Tương tự như vậy ta sẽ lý giải các trạng thái kết quả ở hàng 2, hàng 3.
Khi bảng trạng thái chuyển chỉ có một tín hiệu thì có thể không dùng cột tín hiệu ra, các giá trị tín
hiệu ra đợc ghi luôn vào các ô trạng thái chuyển (hình 3)
Trạng
Thái

tín hiệu vào

α

tín hiệu ra

γ

β

Y1

Y2

S1
S2
S3
Hình 1
tín hiệu vào
Trạng thái

Tín hiệu ra

α

β

γ

Y1

Y2

S1(tốc độ thấp)

S1

S2

S3

0

0

S2(đảo chiều quay)

S1

S2

1

0

0

0

S3(ngng máy)

S3


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

Hình 2
Điều quan trọng nhất ở đây là ghi được đầy đủ và đúng các trạng thái ở trong của các ô của bảng.Có

hai cách thực hiện công việc này:

•

Cách 1 . Trước hết dựa vào các dữ liệu bài toán, các hiểu biết về quá trình

công nghệ ,từ đó ghi các trạng thái hiển nhiên có. Tiếp theo các trạng thái chuyển rõ ràng
(các trạng thái này có so ghi trạng thái khác với các thứ tự các hàng các trạng thái xuất
phát ), nếu trạng thái nào không chắc chắn thì để trống, sẽ bổ sung sau.

•

Cách 2. Phân tích xem xét từng ô để điền trạng thái .Việc làm này là

logic, chặt chẽ và rõ ràng , tuy nhiên nhiều khi phân tích không thể quá chi ly để dẫn đến
khả năng phân biệt giữa các ô có trạng thái gần như nhau, do vậy rất khó điền đầy đủ các
ô.

α

β

γ

S1

S2/1

S4/0

S4/0

S2

S4/1

S4/0

S4/1

S2

S4/1

S4/1

S4/1

S4

S4/1

S4/0

S4/0

S5

S4/0

S4/0

S4/0

Biến (V)
Trạng
thái (S)

Hình 3

II. Tổng hợp mạch trình tự
Bài toán tổng hợp mạch trình tự là bài toán khó, hơn nữa tù một yêu cầu đề ra lại có nhiều cách giải
quyết khác nhau , do vậy vấn đề chung ở đây là phải dựa vào một chỉ tiêu tối u nào đó, đồng thời để tìm
đợc lời giải tối u thì ngoài các suy luận toán học logic ngời thiết kế còn phải tận dụng các kinh nghiệm
thực tế rất phong phú và đa dạng . ở đây chỉ nêu ra một số bước thực chung và các ví dụ cụ thể để minh
hoạ phương pháp tổng hợp mạch trình tự.
Tổng hợp theo bảng trạng thái
Trình tự của các bớc như sau:

a) Thành lập bảng chuyển trạng thái.Thực chất đây là việc diễn đạt các yêu kỹ thuật thành ký hiệu
kiểu bảng


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

b) Thành lập bảng kích thích và bảng đầu ra
c) Tìm hàm logic tối giản và chon mạch
Có nhiều phương pháp để tối giản bảng trạng thái nhng ta dùng phương pháp tổng hợp bảng trạng

thái rút gọn bằng bảng cac-no .

III.

Xây dựng các khối chức năng chính của thang

Từ phương pháp tổng hợp bảng trạng thái ta sẽ đa ra các đặc tính của thang máy và từ đó tổng hợp
được trạng thái đầu ra .Từ các phương trình trạng thái lập đựơc với đầu vào ta sẽ viết chương trình lad
cho thang.Các khối chức năng chính của thang gồm có:

•

Xác định các yêu cầu phục vụ và lu giữ các yêu cầu đó

•

Bài toán xác định vị trí hiện tại của buồng thang

•

Bài toán xác định hành trình hiện tại của thang(đang nâng hay đang hạ)

•

Nâng-hạ buồng thang

•

Điều khiển dừng buồng thang

•

Bài toán đóng- mở cửa buồng thang

•

Điều khiển Quạt và đèn trong thang

•

Sự cố (hỏng hóc thiết bị truyền động,các thiết bị cơ khí; các cảm biến(quá hành trình, quá trọng tải,
sai hành trình); sự cố nguồn,...)

Điều khiển thang máy chở người (9 tầng) ta sẽ ký hiệu để tổ hợp và đa ra phương trình trạng thái cho đơn
giản.

-

Trong buồng thang có 9 nút đến các tầng ( ĐT ) để lựa chọn các tầng cần di chuyển tới lần lợt là
(DT1,DT2,DT3,DT4,DT5,DT6,DT7,DT8,DT9) và 2 nút đóng mở cửa cỡng bức là (ĐC, MC) .

-

Ngoài buồng thang trên mỗi tầng còn có các nút gọi tầng 9 tầng sẽ có 16 nút gọi tầng ( GT ).Ta sẽ
ký hiệu GTL(là nút gọi tầng lên ), GTX (là gọi tầng xuống). Các nút gọi tầng lần lợt là :GTL1
(Gọi tầng đi lên ở tầng 1),
GTL2,GTL3,GTL4,GTL5,GTL6,GTL7,GTL8 và các nút gọi tầng xuống GTX9
(Gọi tầng xuống ở tầng
9) ,GTX8,GTX7,GTX6,GTX6,GTX5,GTX4,GTX3,GTX2 .

-

Các nút ĐT, GT khi đợc nhấn trạng thái đó sẽ phải đợc lu lại chờ đến khi đợc xử lý.

-

Các yêu cầu ĐT ,GT đợc xử lý khi thang máy rỗi hoặc khi đang cùng hành trình chuyển động của
buồng thang vì thang máy của chúng ta lập trình u tiên theo hành trình.


Báo cáo thực tập
-

SV:Khúc Tuấn Vũ

Khi buồng thang đến tầng yêu cầu ,nó huỷ yêu cầu đã đợc xử lý, dừng lại một thời gian để mở
cửa đón trả khách hoặc có thể lâu hơn nếu đợc nhấn nút cỡng bức.Sau đó nếu còn yêu cầu nó tiếp
tục đợc xử lý nếu không nó sẽ dừng tại vị trí tầng này.

•

xử lý yêu cầu của các tầng

•

các tầng giống nhau nên ta chỉ viết một tầng là có thể suy ra các tầng khác

•

dới đây là viết cho tầng 2

1. Xác định các yêu cầu phục vụ và lu giữ các yêu cầu đó
Các yêu cầu của hành khách phải đợc xử lý khi thang máy đang hoạt động tại bất kỳ thời điểm
nào. Bài toán đặt ra là phải lu đợc trạng thái yêu cầu của các nút gọi tầng trong buồng thang cũng nh nút
đến tầng ở tại các tầng. Lu tất cả các lệnh nằm ngoài không cho phép di chuyển đến so với lệnh u tiên
nhất, đồng thời lu tất cả các lệnh không cùng hành trình chính (đợc xác định là nhờ biến trung gian đang
nâng hoặc đang hạ), sau khi thực hiện xong các lệnh chính, thang máy sẽ quay trở lại thực thi các lệnh đã
đợc lu.

2. bài toán xác định vị trí hiện tại của buồng thang.
Vị trí hiện tại của buồng thang là điều kiện đầu vào để xác định đợc rơle tầng.

3. Bài toán xác định hành trình hiện tại của buồng thang(đang nâng hay đang

hạ).
Bài toán sẽ là một bớc trung gian để chúng ta xử lý lệnh u tiên theo hành trình. Nếu tín hiệu đang
nâng đợc set thì tất cả các lệnh gọi theo chiều lên sẽ đợc u tiên xử lý đến khi hết một hành trình lên và
ngợc lại.

4. Nâng hạ buồng thang
Nâng hạ buồng thang là tín hiệu đầu ra đa vào biến tần để điều khiển động cơ.

5. Điều khiển dừng buồng thang
6. Dừng buồng thang chính xác là rất quan trọng bởi khi dừng thiếu chính xác có thể gây ra các sự cố.
Nếu dừng có độ sai lệnh ít thì có thể gây ra sự di chuyển khó khăn cho các phương tiện xe đẩy hàng
vào buồng thang. Nếu thiếu chính xác nhiều có thể gây kẹt cửa không mở đợc cửa và gây ra nhiều sự
cố khác. Lệnh dừng buồng thang đợc dừng khi buồng thang đến đúng vị trí tầng cần đến. Các điều
kiện an toàn của dừng buồng thang gồm có : các cửa tầng cha đóng, cửa buồng thang cha đóng, tốc độ
quá giới hạn cho phép hoặc đứt cáp treo v.v…

7. Các biến đầu vào của dừng thang gồm có : các công tắc tầng tại các tầng và các rơ le tầng. Các công
tắc tầng gồm có CTT1, CTT2, CTT3, CTT4, CTT5, CTT6,CTT7, CTT8, CTT9, CTT10. Ta bố trí 10
công tắc tầng cho thang máy 9 tầng vì vậy chúng ta sẽ xét 2 công tắc tầng là một cặp để xác định
buồng thang đang ở tầng nào. Ví dụ khi thang máy đang ở tầng 1 thì buồng thang sẽ tác động lên 2
công tắc tầng là (CTT1, CTT2) , buồng thang đang ở tầng 2 sẽ tác động lên 2 công tắc tâng là (CTT2,
CTT3) tơng tự với các tầng khác. Các Rơle tầng (RLT) là biến trung gian để xác định đợc các biến
chọn tầng (ChọnT) cần dừng. Tại mỗi tầng cũng sẽ có tương ứng một rơle tầng và một biến chọn
tầng. Với thang máy của ta sẽ có các biến nh sau: rơle tầng 1(RLT1), rơle tầng 2(RLT2), rơle tầng
3(RLT3) , rơle tầng 4(RLT4) , rơle tầng 5(RLT5) , rơle tầng 6(RLT6) , rơle tầng 7(RLT7) , rơle tầng
8(RLT8) , rơle tầng 9(RLT9). Trạng thái chọn tầng gồm có : chọn tầng 1(ChonT1), chọn tầng


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

2(ChonT2), chọn tầng 3(ChonT3), chọn tầng 4(ChonT4), chọn tầng 5(ChonT5), chọn tầng
6(ChonT6), chọn tầng 7(ChonT7), chọn tầng 8(ChonT8), chọn tầng 9(ChonT9). Lu đồ của trạng thái
dừng :

8.

Di chuyển buồng thang

vị trí thang bằng tầng
và đúng với yêu cầu
ưu tiên

No

D ừng buồng thang

Đóng mở cửa thang

9. Bảng trạng thái cho bài toán điều khiển dừng thang:
ChọnT
CTT
Dừng
1
1
1
10. Từ bảng trạng thái ta suy ra phương trình logic cho dừng buồng thang:

11. Dung = ChonT *CTT
12. ⇒ Dung = ChonT1*CCT1*CTT2 + ChonT2*CTT2*CTT3 + ChonT3*CTT3*CTT4 +
13. +

ChonT4*CTT4*CTT5 + ChonT5*CTT5*CTT6 + ChonT6*CTT6*CTT7
ChonT7*CTT7*CTT8+ + ChonT8*CTT8*CTT9+ ChonT9*CTT9*CTT10

+

14. Để xác định đợc trạng thái chọn tầng (ChonT) thì phải qua một số bước trung gian tạo ra các biến phụ
xử lý đầu vào. Ta thêm biến trung gian rơle tầng (RLT) dùng để xử lý các yêu cầu của hành khách khi
thang máy đang chạy.

15. Ta có lu đồ xác định rơ le tầng:


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

16.

RLT

CĐT
CGTL
CGTX

CĐT: có người gọi trong
buồng thang.
CGT x: có người gọi tầng
lên hoặc xuống
CTT x_1,CTT x_3 : biến
trung gian xác định buồng
thang đang ở trên của tầng
cần dừng hay ở dưới.
ĐN,ĐH : biến trung gian
xác định thang đang nâng
hay đang hạ để ưu tiên xử
lý theo hành trình

Phương trình logic

CTT x_1
CTT x_3
ĐN
ĐH

17. Bảng trạng thái cho rơle tầng:

CĐT2

CGTL2

CGTX2

CTT2_1

CTT2_3

1
1
1
1
1
1

1
0
1
0
1
0
0
1
0
1

0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1

0
1
1
0
1
1
0
1
*tổng hợp phương trình lôgic ta đợc kết quả nh sau:

RLT2 = DT2*(CTT2_1*DN + CTT2_3*DH) +
+ (CTT2_1*DN *DH + CTT2_3*DH)*GTL2*GTL1+
+ GTX 4*GTX3*GTX 2*DN *(CTT2_1+ CTT2_3*DN)
Tương tự vậy viết cho các trờng hợp các tầng khác:

ĐN

ĐH

0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1

0
0
0
1
0
0
1

0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0

RLT2
1
0

1
1
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
1
0
0


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

RLT1= DT1*CTT1_1*DN + GTL1*CTT1_1*DN *DH
RLT3 = DT3(CTT3_1*DN + CTT3_3*DH) +
+ GTL3*GTL2*GTL1*(CTT3_1*DN *DH + CTT3_3*DH) +
+ GTX 4*GTX3DN(CTT3_1+ CTT3_3*DH)

RLT4 = DT4*CTT4_3*DN + GTX 4*CTT4_3*DH *DN
RLT5
RLT6

RLT7 =

=
=

RLT8 =
RLT9 =

6. Bài toán đóng mở cửa
Đóng mở cửa buồng thang cho phép hành khách và hàng hoá có thể di chuyển ra và vào buồng
thang một cách hợp lý, an toàn khi thang máy hoạt động. Cụ thể là khi buồng thang đang nâng hoặc
hạ thì cửa buồng thang không được phép mở ra gây nguy hiểm cho hành khách. Cửa buồng thang
được mở tự động trong thời gian quy định khi thang máy dừng tại tầng nào đó sau đó tự động đóng
lại và cửa cũng có thể được đóng mở cưỡng bức nhờ nút đóng mở cửa cưỡng bức trong buồng thang
hoặc khi có yêu cầu gọi tầng của chính hành khách tại tầng đó khi thang máy cha nâng hoặc hạ. Hoặc
khi thang đang đóng thì gặp chướng ngại vật không thể đóng cửa thang. Lưu đồ sau xác định các
trạng thái của đóng mở cửa:


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ
Lệnh =

Vị trí
Mở cửa

Cửa chạm cảm
biến chưa

No

Dừng đợi
mở 5 s

Đóng cửa

Chạm cảm
biến động

No

Xoá lệnh

Để điều khiển đóng mở cửa ta có các tổ hợp biến đầu vào gồm có:

-

đóng cưỡng bức(DCB)

-

Mở cưỡng bức(MCB)

-

Cảm biến vật cản khi đóng cửa(CBVC)

-

Có yêu cầu của tầng ( yêu cầu gọi tầng và yêu cầu đến tầng)(YCT)

-

Thời gian đặt để đóng mở cửa.(T)

-

Cảm biến hành trình đã mở hết cửa(CBMC)

-

Cảm biến hành trình đã đóng hết cửa(CBDC)

Xét trờng hợp mở cửa ta thấy rằng để tổ hợp biến đầu vào cho đầu ra mở cửa ta thấy:
Các biến yêu cầu tầng(YCT),cảm biến hành trình đóng(CBDC),cảm biến vật cản(CBVC) phải luôn
luôn giữ ở trạng thái cố định.Nh vậy chỉ còn lại 2 biến là đóng cưỡng bức(DCB),thời gian(T) ta cần
tổ hợp.


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

Bảng dới thể hiện sự tổ hợp các trạng thái đầu vào đầu ra:

DCB
T
CBT
CBDC

CBVC
DC
1
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
Sau khi tổ hợp ta được phương trình logic cho trạng thái đóng cửa(DC) là:

(

DC = CBDC *CBT *CBVC * DCB*T + DCB*T + DCB*T

)

⇒ DC = CBDC *CBT *CBVC *(DCB*T + T)
⇒ DC = CBDC *CBT *CBVC *(DCB + T)
*với trường hợp tổ hợp cho mở cửa thì các biến tổ hợp đầu vào tương tự với trường hợp đóng cửa tuy
nhiên thêm biến yêu cầu tầng:

-

các biến đầu vào của trường hợp mở cửa bao gồm

-

Mở cưỡng bức(MCB)

-

Thời gian để cho phép mở cửa(T )

-

Cảm biến tầng(cảm biến cho phép dừng chính xác tại tầng)(CBT ).

-

Cảm biến hành trình mở hết cửa(CBMC ).

-

Yêu cầu của tầng(YCT )

-

Cảm biến vật cản(CBVC )

-

trong các biến ở trên ta thấy các biến cảm biến tầng luôn = 1 ,cảm biến mở hết cửa cũng luôn
bằng 0 vì nếu cảm biến mở hết cửa =1 thì không cần mở cửa,và cảm biến vật cản luôn = 1 thì cửa
mới được mở ra bởi nếu cảm biến vật cản không có thì cửa sẽ đóng .còn lại 3 biến kia thay đổi ta
sẽ tổ hợp trạng thái đầu vào cho đầu ra mở cửa.Dưới đây là bảng trạng thái tổ hợp:

MCB
T
YCT
CBT
CBMC
0
1
0
1
0
0
0
0
1
0
1

0
0
1
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
0
-tổ hợp ta đợc phương trình trạng thái mở cửa như sau:

MC = CBT *CBMC *CBVC *((MCB + T + YCT ))

CBVC
1
1
1
1
1
1
1
1

MC
1
0
1
1
1
1
1
1


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

IV.PLC
Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Control), viết tắt thành PLC, là loại thiết bị

cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc
phải thể hiện thuật toán đó bằng mạch số. Bộ điều khiển logic khả trình là ý tưởng của một nhóm kỹ sư
hãng General Motors vào năm 1968 và họ đã đề ra các chỉ tiêu kỹ thuật nhằm đáp ứng những yêu cầu
điều khiển trong công nghiệp:

•

Dễ lập trình và dễ thay đổi chương trình điều khiển, sử dụng thích hợp trong nhà máy.

•

Cấu trúc dạng module để dễ dàng bảo trì và sửa chữa.

•

Tin cậy hơn trong môi trờng sản xuất của nhà máy công nghiệp.

•

Dùng linh kiện bán dẫn nên có kích thớc nhỏ gọn hơn mạch role chức năng tương
đương.

•

Giá thành có khả năng cạnh tranh cao.

Đặc trưng của kỹ thuật PLC là việc sử dụng vi mạch để xử lý thông tin. Các ghép nối logic cần thiết trong
quá trình điều khiển được xử lý bằng phần mềm do ngời sử dụng lập nên và cài đặt vào. Chính do đặc tính
này mà người sử dụng có thể giải quyết nhiều bài toán về tự động hóa khác nhau trên cùng một bộ điều
khiển và hầu nh không phải biến đổi gì ngoài việc nạp những chương trình khác nhau. Nh vậy, với

chương trình điều khiển trong mình, PLC trở thành một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán
và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với các PLC khác hoặc với máy tính). Toàn
bộ chương trình điều khiển đợc lưu nhớ trong bộ nhớ của PLC dới dạng các khối chương trình (khối OB,
FC hoặc FB) và được thực hiện lặp theo chu kỳ của vòng quét (scan).
Để thực hiện một chương trình điều khiển tất nhiên PLC phải có chức năng như một máy tính nghĩa là
phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệ điều hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và phải
có các cổng vào ra để giao tiếp được với đối tượng điều khiển và để trao đổi thông tin với môi trường
xung quanh. Bên cạnh đó để phục vụ bài toán điều khiển số, PLC còn cần phải có thêm các khối chức
năng đặc biệt khác như là bộ đếm (Counter), bộ thời gian (Timer) và các khối hàm chuyên dụng.
Sự ra tăng những ứng dụng PLC trong công nghiệp đã thúc đẩy các nhà sản xuất trên thế giới hoàn chỉnh
các họ PLC với mức độ khác nhau về khả năng, tốc độ xử lý và hiệu xuất. Các họ PLC phát triển từ loại
làm việc độc lập, chỉ với 20 ngõ vào/ra và dung lợng bộ nhớ chương trình 500 bớc đến các module nhằm
dễ dàng mở rộng thêm khả năng và chức năng chuyên dùng:

•

Xử lý tín hiệu liên tục (Module Analog).

•

Điều khiển động cơ Servo, động cơ bớc.

•

Truyền thông.


Báo cáo thực tập

SV:Khúc Tuấn Vũ

Cùng với sự phát triển của kỹ thuật vi mạch, kỹ thuật PLC đã có những bớc tiến bộ vượt bậc. Có thể nói
nếu không có kỹ thuật PLC thì không có tự động hóa trong các ngành công nghiệp.

2.2 sơ đồ tổng quát của PLC.
Hầu hết các họ PLC của các hãng sản xuất trên thế giới đều có các module chính nh sau:

-

Bộ xử lý trung tâm CPU: là bộ não của PLC, xử lý chương trình điều khiển.

-

Bộ vào/ra (Input/Output Module): nhận tín hiệu vào và gửi tín hiệu ra.

- Bộ nhớ (Memory Module): dùng để chứa chương trình điều khiển dữ liệu.
Hình 1.2 : Nguyên lý chung về cấu trúc của một bộ điều khiển logic khả trình PLC.
Thông thờng để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế mà ở đó phần lớn các đối tợng điều
khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu ra cũng nh chủng loại tín hiệu vào/ ra khác nhau mà các bộ điều khiển
PLC được thiết kế không bị cứng hoá về cấu hình. Chúng được chia nhỏ thành các module. Số module
đợc sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo từng bài toán, song tối thiểu bao giờ cũng phải có một module chính là
module CPU. Các module còn lại là những module nhận/truyền tín hiệu với đối tợng điều khiển, các
module chức năng chuyên dụng nh PID, điều khiển động cơ… Chúng được gọi chung là module mở rộng.
Tất cả các module đợc gá trên những thanh ray (Rack)
2.2.1 Module CPU.
Module CPU là loại module có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm ,
cổng truyền thông (RS485)… và có thể còn có một vài cổng vào/ra số. Các cổng vào/ra số có trên module
CPU đợc gọi là cổng vào ra onboard.
Trong họ PLC S7-300 có nhiều loại module CPU khác nhau. Nói chung chúng
đợc đặt tên theo bộ vi xử lý có trong nó như module CPU312, CPU314, CPU315…