Thiết kế và thi công mô hình thang máy

THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
LỜI CẢM ƠN

Tuy thời gian có hạn hẹp, nhưng được sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Cao
Trí cùng sự cố gắng của những thành viên trong nhóm. Chúng em đã hồn thành đồ án
tốt nghiệp của mình đúng thời gian quy định.
Sau khi hoàn thành đồ án này chúng em cũng đã tìm hiểu và nắm vững hơn kiến
thức PLC, cảm biến, mạch đếm, sơ đồ đi dây và những ứng dụng thực tế của chúng.
Vì thời gian có hạn, hơn nữa nhóm chưa được tham quan thực tế những mơ hình vận
hành bên ngồi, hơn thế nữa điều kiện khơng cho phép nên khó tránh khỏi những thiếu
sót trong q trình thi cơng mơ hình và hồn tất đề tài.
Thông qua đề tài này, ta thấy PLC được ứng dụng rất rộng rãi và đa dạng trong rất
nhiều lĩnh vực sản xuất đặc biệt trong lĩnh vực tự động hóa.
Cuối cùng một lần nữa nhóm chúng em xin gởi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Cao Trí
cùng các Thầy, Cô trong Viện Kỹ thuật Hutech , Thầy, Cô trong Trường Đại học
Công Nghệ TP.HCM đã truyền đạt và cung cấp cho em nhiều kiến thức quý báu
trong suốt thời gian học tại trường.

NHÓM THỰC HIỆN
Lê Phước Lộc
Phan Huy Anh Tuấn

1


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY

MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG: ............................................................................................ 05
DANH MỤC HÌNH: ............................................................................................. 06
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ......................................................................................... 08

Lí do chọn đề tài ................................................................................................. 08
Đối tượng và phạm vi đề tài ............................................................................... 08
Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 08
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ................................................................................ 08
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ................................................................................ 08
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY .............................................. 09
1.1 Khái niệm chung về thang máy .................................................................... 09
1.2 Phân loại thang máy ..................................................................................... 09
1.2.1 Phân loại theo chức năng ...................................................................... 09
1.2.2 Phân loại theo hệ thống điều khiển ....................................................... 09
1.2.3 Phân loại theo trọng tải ......................................................................... 09
1.2.4 Phân loại theo độ dịch chuyển .............................................................. 10
1.3 Cấu tạo chung của thang máy ..................................................................... 10
1.4 Chức năng của một số bộ phận tron thang máy ........................................... 12
1.4.1 Cabin ..................................................................................................... 12
1.4.2 Động cơ kéo cabin................................................................................. 12
1.4.3 Động cơ đóng/ mở cửa .......................................................................... 13
1.4.4 Cửa ........................................................................................................ 13
1.5 Nguyên ý hoạt động và sử dụng thang máy ................................................. 13
1.5.1 Reset buồng thang khi đóng nguồn ....................................................... 13
1.5.2 Nguyên tắc đi chuyển lên xuống, đóng và mở cửa ............................... 13
2


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
1.5.3 Ngun tắc đến tầng .............................................................................. 13
1.5.4 Sử dụng thang máy................................................................................ 14
1.6 Các thông số của thang máy ......................................................................... 16
CHƯƠNG 2 :KHÁI QUÁT VỀ PLC .................................................................. 18
2.1 Khái niệm ..................................................................................................... 18

2.2 Bộ điều khiển logic lập trình S7-200 ........................................................... 18
2.3 Các thành phần cơ bản của S7-200 .............................................................. 19
2.3.1 Các led trạng thái .................................................................................. 20
2.3.2 Các led I/O ............................................................................................ 20
2.3.3 Công tắc chọn chế độ làm việc cho PLC .............................................. 20
2.3.4 Cổng truyền thông ................................................................................. 20
2.3.5 Module số .............................................................................................. 20
2.4 Thiết bị lập trình ........................................................................................... 21
2.5 Một số tập lệnh cơ bản của PLC S7-200 ..................................................... 23
2.5.1 Nhóm lệnh Bit logic ............................................................................. 23
2.5.2 Nhóm lệnh so sánh ................................................................................ 24
2.5.3 Nhóm lệnh dịch chuyển nọi dung ơ nhớ .............................................. 25
2.5.4 Nhóm lệnh số học ................................................................................. 25
2.5.5 Nhóm lệnh biến đổi kiểu dữ liệu .......................................................... 27
2.5.6 Giới thiệu và Timer và các lệnh điều khiển Timer .............................. 27
2.5.7 Giới thiệu về Counter và các lệnh điều khiển Counter ........................ 28
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG CHO MƠ HÌNH THANG MÁY.... 30
3.1 Thiết kế mơ hình thang máy 4 tầng .............................................................. 30
3.2 Các thành phần chính của mơ hình .............................................................. 31

3


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY

3.2.1 Khối nguồn ............................................................................................ 31
3.2.2 Nút nhấm bên trong Cabin .................................................................... 32
3.2.3 Nút nhấm bên ngoài Cabin .................................................................... 33
3.2.4 Sơ đồ nối phần cứng với PLC S7-200 .................................................. 34
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ PHẦN MỀM CHO THANG MÁY ......................... 35

4.1 Lưu đồ giải thuật .......................................................................................... 35
4.1.1 Lưu đồ giải thuật điều khiển thang máy................................................ 35
4.1.2 Lưu đồ giải thuật phần RESET ............................................................. 36
4.2 Chương trình chính .................................................................................. 39
CHƯƠNG 5: HIỂN THỊ LED 7 ĐOẠN ............................................................. 58
5.1 Khái quát ...................................................................................................... 58
5.1.1 Nêu sơ lược ........................................................................................... 58
5.1.2 Mạch nguyên lí ...................................................................................... 58
5.1.3 Nguyên lí hoạt động của mạch .............................................................. 59
5.1.4 Lưu đồ giải thuật ................................................................................... 59
5.2 Chương trình chính của PIC 18F877A......................................................... 60
5.3 Thiết kế và thi công mạch ............................................................................ 62
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN .................................................................................... 65

4


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Nhóm lệnh Bit logic ........................................................................ 24
Bảng 2.2: Nhóm lệnh so sánh .......................................................................... 25
Bảng 2.3: Nhóm lệnh dịch chuyển nội dung ơ nhớ ......................................... 26
Bảng 2.4: Nhóm lệnh số học ............................................................................ 26
Bảng 2.5: Nhóm lệnh biến đổi kiểu dữ liệu ..................................................... 29
Bảng 2.6: Các thông số của TON và TONR ................................................... 29
Bảng 2.7: Lệnh khai báo sử dụng Counter ...................................................... 31
Bảng 4.1: Bảng địa chỉ ..................................................................................... 39

5

THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Kết câu cơ khí của thang máy.......................................................... 13
Hình 1.2: Động cơ điện 1 pha .......................................................................... 14
Hình 1.3: Động cơ DC 24V ............................................................................. 15
Hình 1.4: Mơ hình điều khiển thang máy ........................................................ 16
Hình 1.5: Bảng điều khiển trong buồng thang máy ......................................... 17
Hình 2.1: PLC S7-200 CPU 226 ...................................................................... 20
Hình 2.2: Các thành phần cơ bản của PLC S7-200 ......................................... 20
Hình 2.3: Phần mềm lập trình PLC S7-200 ..................................................... 22
Hình 2.4: Giao diện chương trình Step7-Microwin ......................................... 23
Hình 2.5: Kết nối PLC ..................................................................................... 23
Hình 3.1: Mơ hình thang máy 4 tầng ............................................................... 32
Hình 3.2: Bộ nguồn tổ ong 12V5A .................................................................. 33
Hình 3.3: Các nút nhấn điều khiển trong cabin ............................................... 33
Hình 3.4: Các nút nhấn điều khiển ngồi cabin ............................................... 35
Hình 3.5: Đầu nối phần cứng với PLC S7-200 ................................................ 36
Hình 4.1: Lưu đồ giải thuật điều khiển thang máy .......................................... 37
Hình 4.2: Lưu đồ giải thuật phần RESET ........................................................ 38
Hình 5.1: Mạch ngun lí led7 đoạn................................................................ 60
Hình 5.2: Lưu đồ giải thuật số tầng PIC16f877A ............................................ 61
Hình 5.3: Mạch in ............................................................................................ 64
Hình 5.4: Mạch 3D .......................................................................................... 65
Hình 5.5: Mạch đã thi công ............................................................................. 66

6

THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY

LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, ngành xây dựng ở nước ta phát triển rất mạnh, đặc
biệt là ở thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội và nhiều trung tâm khác trong cả nước. Cùng
với sự phát triển mạnh mẽ đó là khơng ít các nhà cao tầng đã mọc lên và dĩ nhiên
chúng ta không thể dùng đôi chân để leo lên rồi lại leo xuống hàng ngày trong những
toà nhà đó, bởi lẽ nó rất tốn sức và lãng phí thời gian của chúng ta.
Để giải quyết vấn đề này, người ta đã nghĩ ra thang máy. Thang máy là cơng cụ
dùng để chun chở người, hàng hố từ độ cao này đến độ cao khác theo chu kỳ.Bên
ngoài và bên trong thang máy đều có các nút điều khiển và hướng dẫn cách dùng.
Việc sử dụng thang máy vừa tiết kiệm thời gian vừa tốn ít cơng sức đồng thời tạo
nên vẻ mỹ quan kiến trúc và sự hiện đại của các tồ nhà. Nên việc tìm hiểu để phát
triển và đổi mới kiểu dáng cũng như chất lượng của thang máy là một vấn đề hết sức
cần thiết.
Đồ án tốt nghiệp của em gồm năm chương:
Chương 1: Tổng quan thang máy.
Chương 2: Khái quát về PLC.
Chương 3: Thiết kế phần cứng cho mơ hình thang máy.
Chương 4: Thiết kế phần mềm cho thang máy.
Chương 5: Hiển thị led 7 đoạn.
Bằng sự cố gắng nỗ lực của bản thân và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình, chu đáo
của thầy giáo ThS. Nguyễn Cao Trí, em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn. Do thời
gian làm đồ án có hạn và trình độ cịn nhiều hạn chế nên khơng thể tránh khỏi những
thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô cũng như là của
các bạn sinh viên để bài đồ án này hoàn thiện hơn nữa. Em xin chân thành cảm ơn thầy
giáo ThS. Nguyễn Cao Trí, các thầy cô giáo trong ngành Điện công nghiệp trường Đại
học Công nghệ TPHCM đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian qua.

7


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Lí do chọn đề tài
Trong những năm gần đây, ngành xây dựng ở nước ta phát triển rất mạnh,
đặcbiệt là ở thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội và nhiều trung tâm khác trong cảnước.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ đó là khơng ít các nhà cao tầng đã mọc lên và dĩ
nhiên chúng ta không thể dùng đôi chân để leo lên rồi lại leo xuống hàng ngày trong
những tồ nhà đó, bởi lẽ nó rất tốn sức và lãng phí thời gian của chúng ta.
Để giải quyết vấn đề này, người ta đã nghĩ ra thang máy. Thang máy là công cụ
dùng để chuyên chở người, hàng hoá từ độ cao này đến độ cao khác theo chu kỳ.Bên
ngồi và bên trong thang máy đều có các nút điều khiển và hướng dẫn cách dùng.
Việc sử dụng thang máy vừa tiết kiệm thời gian vừa tốn ít công sức đồng thời tạo
nên vẻ mỹ quan kiến trúc và sự hiện đại của các toà nhà. Nên việc tìm hiểu để phát
triển và đổi mới kiểu dáng cũng như chất lượng của thang máy là một vấn đề hết sức
cần thiết.
Chính vì những lẽ đó mà tơi chọn đề tài: “Thiết kế, thi cơng mơ hình thang
máy dùng PLC S7-200 ”.

Đối tượng và phạm vi đề tài
Hệ thống thang máy 4 tầng.
Phạm vi bao gồm các loại thang máy chở hàng và chở người.

Phương pháp nghiên cứu
Tìm hiểu, nghiên cứu PLC S7-200.
Tìm hiểu cấu tạo mơ hình thang máy.
Thi cơng mơ hình thang máy.

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Hệ thống thang máy giúp tiết kiệm thời gian và thuận tiện trong di chuyển.
Nâng cao chất lượng cuộc sống và hiệu quả sản xuất.

8


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
u cầu an toàn
Đối tượng phục vụ của thang máy (thang chở người) là phục vụ trực tiếp con
người. Vì vậy an toàn là yêu cầu quan trọng nhất.
Đặt vấn đề an tồn tức là đưa ra mọi khả năng, tình huống có thể xẩy ra trong khi sử
dụng thang máy để tính tốn, có biện pháp đề phịng, xử lý nhanh chóng. Có thể chia
thành hai trạng thái hoạt độngcủa thang máy:
·

Thang máy hoạt động bình thường.

·

Thang máy có sự cố.
Khi thang máy hoạt động bình thường:

Cửa thang máy phải đóng kín khi Cabin đang chuyển động hoặc chưa dừng hẳn.
Sau khi cửa cửa mở để hành khách ra vào tại tầng có yêu cầu, cửa Cabin chỉ đóng lại
nếu chưa q tải và khơng cịn hành khách hoặc hàng hóa nào di chuyển qua cửa
Cabin.
Khi thang máy có sự cố:
Khi bị cúp điện Cabin cần được đưa về tầng gần nhất và mở cửa bằng nguồn phụ.
Khi Cabin chạy quá hành trình cho phép do bộ điều khiển hoạt động khơng bình

thường hoặc vì lý do nào đó, phải có biện pháp xử lý để nó khơng tiếp tục chuyển
động phá vỡ kết cấu, gây tai nạn.
Cửa Cabin và cửa tầng phải có kết cấu thích hợp, cho phép mở ra trong trường hợp có
sự cố và thang máy đang ở vị trí tầng nào đó.
Cabin cần có cửa thốt hiểm để sử dụng trong các tình huống xấu nhất.
Các tín hiệu an tồn của hệ thống thang:
·

Tín hiệu giới hạn trên:

Bảo vệ khi Cabin vượt lố tầng trên cùng. Khi tín hiệu này tác động sẽ cắt tồn bộ hệ
thống mạch điều khiển,kết hợp với bộ giảm chấn làm cho Cabin ngừng khẩn cấp.
·

Tín hiệu giới hạn dưới cùng:

Bảo vệ khi Cabin vượt lố tầng dưới cùng. Khi tín hiệu này tác động sẽ cắt toàn bộ hệ
thống mạch điều khiển, kết hợp với bộ giảm chấn làm cho Cabin ngừng khẩn cấp.
·

Tín hiệu bảo vệ quá tốc:

Khi tốc độ Cabin vượt quá tốc độ cho phép ( theo tiêu chuẩn là 110% tốc độ định
9


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
mức), tín hiệu này sẽ tác động cắt toàn bộ hệ thống mạch điều khiển làm cho Cabin
ngừng khẩn cấp.
·

Tín hiệu bảo vệ quá tải:

Khi tải trọng trong Cabin vượt quá tải trọng cho phép, tín hiệu này sẽ tác động và
khơng cho phép Cabin vận hành.
·

Tín hiệu an tồn cửa:

Khi cửa Cabin (hay cửa tầng) chưa đóng sát, tín hiệu này sẽ tác động và không cho
phép Cabin vận hành.
Khi cửa Cabin bị kẹt hoặc có người đi qua khi cửa đang đóng thì tín hiệu này tác động
làm cửa mở ra trở lại.

10


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
Chương 1:

TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY
1.1 Khái niệm chung về thang máy
Thang máy là một thiết bị chuyên dùng để vận chuyển người, hàng hóa, vật liệu,
v.v… theo phương thẳng đứng.
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 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. Ngồi
ý nghĩa về vận chuyển, thang máy còn là một trong những yếu tố làm tăng vẻ đẹp và
tiện nghi công trình.

Thang máy là một thiết bị vận chuyển địi hỏi tính an tồn nghiêm ngặt, nó liên
quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng con người. Vì vậy, u 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 chuyên chở người.
Thang máy chuyên chở hàng nhưng có người đi kèm.
Thang máy chuyên chở người nhưng có hàng đi kèm.
Thang máy bệnh viện.
Thang máy chuyên chở hàng khơng có người đi kèm.

1.2.2. Phân loại theo hệ thống điều khiển
Điều khiển bằng relay.
Điều khiển bằng PLC.

1.2.3. Phân loại theo trọng tải
Thang máy loại nhỏ Q < 160 kg.
Thang máytrung bình Q = 500-2000 kg.

11


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
Thang máy loại lớn Q > 2000 kg.

1.2.4. Phân loại theo độ dịch chuyển
Thang máy chạy chậm: V = 0, 5 m/s.

Thang máy tốc độ trung bình: V = 0,75 - 1,5 m/s.
Thang máy cao tốc: V = 2,5 - 5 m/s.

1.3 Cấu tạo chung của thang máy
Kết cấu cơ khí của thang máy được giới thiệu trên hình vẽ 1.1.
Hố giếng của thang máy là khoảng không gian từ mặt sàn tầng trệt cho đến đáy
giếng. Để nâng hạ buồng thang, người ta dùng động cơ 9. Động cơ 9 được nối trực tiếp
với cơ cấu nâng hoặc qua hộp giảm tốc. Nếu nối trực tiếp buồng thang được nâng qua
puli quấn cáp. Nếu nối gián tiếp thì giữa puli quấn cáp và động cơ lắp hộp giảm tốc.
Cabin 1 được treo lên puli dây quấn cáp kim loại 8 ( thường dùng từ 1 đến 4 sợi
cáp). Buồng thang luôn được giữ theo phương thẳng đứng nhờ có ray dẫn hướng 3 và
những con trượt dẫn hướng 2 (con trượt là loại puli có bọc cao su bên ngồi). Buồng
thang và đối trọng di chuyển dọc theo chiều cao của thành giếng theo các thanh dẫn
hướng 6.

12


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY

Hình 1.1: Kết cấu cơ khí của thang máy
13


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
1.4 Chức năng của một số bộ phận trong thang máy
1.4.1. Cabin
Là một phần tử chấp hành quan trọng nhất trong thang máy, nó sẽ là nơi chứa
hàng, chờ người đến các tầng, do đó phải đảm bảo các yêu cầu đề ra về độ an tồn,
kích thước, hình dáng và thẩm mỹ.

Hoạt động của cabin là chuyển động tịnh tiến lên, xuống dựa trên đường trượt, là
hệ thống hai dây dẫn hướng nằm trên một phẳng để đảm bảo chuyển động êm, nhẹ,
chính xác, khơng rung giật cabin trong q trình làm việc.
1.4.2. Động cơ kéo cabin

Hình 1.2: Động cơ điện một pha
Là bộ phận quy định tốc độ quay puli kéo cabin lên/ xuống. Động cơ được sử
dụng trong thang máy là động cơ một điện pha rotor dây quấn, vì chế độ làm việc của
thang máy là ngắn hạn và lặp lại cộng với yêu cầu sử dụng tốc độ.

14


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY

1.4.3. Động cơ đóng/ mở cửa

Hình 1.3: Động cơ DC 24V
Là động cơ tạo ra moment đóng/ mở cửa cabin. Khi cabin dừng đúng tầng, rơ-le
trung gian sẽ đóng mạch, điều khiển động cơ mở cửa cabin hoạt động theo một quy
luật nhất định để đảm bảo q trình đóng mở êm, nhẹ khơng có va chạm.
1.4.4. Cửa
Cửa cabin để khép kín trong q trình chuyển động nhằm tránhcảm giác chóng
mặt cho hành khách và ngăn không cho rơi khỏi cabin bất cứ thứ gì.

1.5 Nguyên lý hoạt động và sử dụng thang máy
Thang máy hoạt động theo các nguyên tắc sau:
1.5.1. Reset buồng thang khi đóng nguồn
Dù cho buồng thang đang ở bất kỳ tầng nào hoặc trạng thái nào, thì khi đóng
nguồn đều được reset và đưa về tầng trệt.

1.5.2. 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 đóng khi thang khơng hoạt động.
15


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
1.5.3. Ngun tắc đến tầng
Vị trí hiện tại của cabin được xácđịnh nhờcơng tắc hành trình ở mỗi tầng. Khi
cabin ở tầng nào thì cơng tắc hành trình nhận tín hiệu ở tầng đó và đưa về PLC.
1.5.4. 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 1.4: Mơ 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

, một nút để gọi thang đi xuống

. Riêng ở tầng trên cùng và dưới cùng chỉ có một nút (là đi lên hoặc đi xuống).
Đèn báo tầng: cho biết vị trí hiện tại của cabin thang máy. Khi muốn gọi thang,
hành khách chỉ cần ấn vào nút gọi tầng theo chiều muốn đi, hệ thống sẽ 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 :

16


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
Nếu thang di chuyển cùng chiều với lệnh gọi thang và di chuyển ngang qua tầng
mà hành 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 buồng thang: Trong buồng thang có bảng điều khiển phục
vụ cho việc đi thang của khách (Car Operating Panel) cịn gọi là hộp Button Car. Bao
gồm các nút có chức năng sau:

Hình 1.5: Bảng điều khiển bên trong thang máy
- Các nút mang số: Đại điện cho các tầng mà thang máy phục vụ.
- Nút

(DO – Door Open): Dùng để mở cửa (chỉ có tác dụng khi

thangdừng tạitầng).
- Nút

(DC – Door Close): Dùng để đóng cửa (chỉ có tác dụng khi thang

dừng tại tầng).
17


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
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 được thiết kế mở tự động. Khi buồng thang di chuyển đến một tầng nào
đó, sau khi ngừng hẳn, cửa buồng thang sẽ tự động mở để khách có thể ra (vào) buồng
thang.

1.6 Các thơng số của thang máy
Các thông số này bao gồm:
- Tải trọng định mức: Được xác định theo khối lượng tính tốn lớn nhất mà thang
máy có thể vận chuyển được không kể đến khối lượng của buồng thang và các thiết bị
bố trí trong đó.
- Tốc độ định mức: Là tốc độ chuyển động của buồng thang theo tính tốn thiết
kế. Trong thực tế vận hành tốc độ có thể sai lệch khoảng 10%.
- Năng suất của thang máy: Là lượng người hay số lượng hàng hóa mà thang
máy có thể vận chuyển được trong một giờ theo một hướng.

18

THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
Chương 2

KHÁI QUÁT VỀ PLC
2.1. Khái niệm
PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị có thể lập trình được, được
thiết kế chun dùng trong cơng nghiệp để điều khiển các tiến trình xử lý từ đơn giản
đến phức tạp.Tuỳ thuộc vào người điều khiển mà nó có thể thực hiện một loạt các
chương trình và sự kiện. Sự kiện này được kích hoạt bởi các tác nhân kích thích (hay
cịn gọi là ngõ vào) tác động vào PLC hoặc thông quacác bộ định thì(Timer) hay các
sự kiện được đếm qua bộ đếm (Counter). Khi một sự kiện được kích hoạt, nó sẽ thay
đổi trạng thái thành ON hay OFF.Các cơ cấu chấp hành bên ngoài được gắn vào ngõ ra
của PLC. Như vậy, nếu ta thay đổi chương trình được cài đặt trong PLC là ta có thể
thực hiện các chuỗi sự kiện khác nhau.
Hiện nay, PLC đã được nhiều hãng khác nhau sản xuất như: Siemens, Omron,
Mitsubishi, Festo, Alan Bradley,…
Mặt khác,PLC cũng đã bổ sung thêm các thiết bị mở rộng khác như cổng mở
rộng AI (Analog Input), DI (Digital Input), các thiết bị hiển thị, …

2.2. Bộ điều khiển logic lập trình PLC S7-200
PLC S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hãng Siemens
(CHLB Đức) có cấu trúc theo kiểu module và có các module mở rộng. Các module
này sử dụng cho các ứng dụng lập trình khác nhau.
Thành phần cơ bản của S7-200 là khối vi xử lý với các dòng CPU 212, CPU 214,
CPU 215, CPU 216, CPU 221, CPU 222, CPU 224, CPU 224XP, CPU 226, CPU
226XP. Ứng với mỗi loại CPU sẽ có số lượng đầu ra, đầu vào hoặc khả năng mở rộng
của các module khác nhau.
PLC S7-200 đáp ứng cho các ứng dụng vừa và nhỏ, mục đích nhằm giảm chi phí
đầu tư thiết bị. Thực ra, PLC S7-200 đáp ứng rất tốt các yêu cầu kỹ thuật về điều
khiển.

19


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
PLC S7-200 có khả năng kết nối với các mơ đun mở rộng EM: vào ra số
DI/DO, vào ra tương tự AI/AO, kết nối truyền thông, điều khiển động cơ bước, đo
lường chính xác, ...
Có thể kết nối với màn hình giao diện như: TD 200, TP070.
Có tập hợp lệnh mạnh, dễ sử dụng.
Miễn phí phần mềm lập trình.
Kết nối được với S7-300, S7-400.

Hình 2.1: PLC S7- 200 CPU 226

2.3. Các thành phần cơ bản của PLC S7-200

Hình 2.2: Các thành phần cơ bản của PLC S7-200

20


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
2.3.1. Các led trạng thái (Status LEDs)
SF (đèn đỏ): Đèn đỏ SF báo hiệu khi PLC có sự cố.
RUN (đèn xanh): Đèn xanh sáng báo hiệu PLC đang ở chế độ làm việc và thực
hiện chương trình nạp ở trong máy.
STOP (đèn vàng): Đèn vàng sáng báo hiệu PLC đang ở chế độ dừng, khơng thực
hiện chương trình hiện có.
2.3.2. Các led I/O

Ix.x (đèn xanh): chỉ trạng thái logic tức thời của cổng Ix.x. đèn sáng tương ứng
mức logic là 1.
Qx.x (đèn xanh): chỉ trạng thái logic tức thời của cổng Ix.x. đèn sáng tương ứng
mức logic là 1.
2.3.3. Công tắc chọn chế độ làm việc cho PLC
Công tắc chọn chế độ nằm ở phía bên tay phải, có 3 vị trí cho phép chọn các chế
độ làm việc khác nhau cho PLC.
- RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ. PLC S7-200 sẽ rời
khỏichế độ RUN và chuyển sang chế độ STOP nếu trong máy có sự cố, hoặc
trongchương trình gặp lệnh STOP, thậm chí ngay cả khi công tắc ở chế độ RUN.
Nênquan sát trạng thái thực tại của PLC theo đèn báo.
- STOP: Cho phép PLC dừng cơng việc thực hiện chương trình đang chạy
vàchuyển sang chế độ STOP. Ở chế độ STOP, PLC cho phép hiệu chỉnh lại
chươngtrình hoặc nạp chương trình mới.
- TERM: cho phép máy lập trình tự quyết định một trong chế độ làm việc cho
PLC ởRUN hoặc STOP.
2.3.4. Cổng truyền thông
S7-200 sử dụng cổng truyền thơng nối tiếp RS-485 với phích nối 9 chân để phục
vụcho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác.
2.3.5. Module số
Đặc tính chung:
- Kích thước (DxRxC) (mm) : 90x80x62, 90x80x62, 120.5x80x62, 140x80x62,
190x80x62
21


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
- Cơng suất tiêu thụ : 2W.
Ngõ vào:
- Tầmđiệnápkhi ON từ 15-30VDC, dịng tối thiểu là 4mA. Bình thường, điện áp

ngõ vào là24VDC hoặc 220VAC.
- Thời gian đáp ứng: 3.5ms.
Ngõ ra:
- Tầm điện áp ngõ ra là 5-30VDC.
- Dòng tải ngõ ra tối đa là 2A.
- Thời gian trì hỗn ngõ ra là tối đa 10ms.

2.4. Thiết bị lập trình
Thiết bị lập trình là máy tính cá nhân (PC) có cài phần mềm microwin. Ở đây, tôi
sử dụng phần mềm STEP 7 MICROWIN V4.0 SP9 để lập trình.

Hình 2.3: Phần mềmlập trình PLC S7-200

22


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY

Hình 2.4: Giao diện chương trình Step7-Microwin
Ghép S7-200 với máy tính PC qua cổng RS-232 cần có cáp nối PC/PPI với bộ
chuyển đổiRS232/RS485.

Hình 2.5: Kết nối PLC với máy tính thơng qua Step7 - Microwin
23


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
2.5. Một số tập lệnh cơ bản của PLC S7-200
2.5.1. Nhóm lệnh Bit logic
Bảng 1: Nhóm lệnh Bit logic

Mơ tả chức năng lệnh

Dạng Lệnh
L
A
D

Tiếp điểm thường đóng sẽ mở khi giá trị logic bit
bằng 1.
Toán hạng:
Bit : I, Q, M, SM, T, C, V(n)

L
A
D

Tiếp điểm thường mở sẽ đóng khi giá trị logic bit
bằng 1.
Toán hạng:
Bit : I, Q, M, SM, T, C, V(n)

L
A
D

Tiếp điểm đảo trạng thái của dòng cung cấp. Nếu
dịng cung cấp có tiếp điểm đảo thì nó ngắt mạch. Cịn
nếu khơng có tiếp điểm đảo thi nó thơng mạch.

L

A
D

Tiếp điểm chuyển đổi dương cho phép dịng cung
cấp thơng mạch trong một vòng quét khi sườn xung điều
khiển chuyển từ 0 lên 1.

L
A
D

Tiếp điểm chuyển đổi âm cho phép dịng cung cấp
thơng mạch trong một vịng qt khi sườn xung điều
khiển chuyển từ 1 xuống 0.

L
A
D
L
A
D

Cuộn dây đầu ra ở trạng thái kích thích khi có dịng
điều khiển đi qua.
Dùng để đóng một mảng gồm n tiếp điểm kể từ giá
trị ban đầu bit.
Toán hạng:
Bit: I, Q, M, SM, T, C, V, IB, QB, MB, SMB, VB,
AC, *VD, *AC, Constant.

24


THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH THANG MÁY
Dùng để ngắt một mảng gồm n tiếp điểm kể từ
giá trị ban đầu bit.
Toán hạng:
Bit: I, Q, M, SM, T, C, V, IB, QB, MB, SMB, VB,
AC, *VD, *AC, Constant.

L
A
D

2.5.2. Nhóm lệnh so sánh
Bảng 2: Nhóm lệnh so sánh
Mơ Tả Chức Năng Lệnh

Dạng Lệnh

L
A
D

L
A
D

Lệnh so sánh bằng sẽ làm cho tiếp điểm đóng khi
IN1 bằng IN2 (IN1, IN2 kiểu Byte) và ngược lại.

Toán hạng:
IN1, IN2: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, Constant,
*VD, *AC.
Lệnh so sánh bằng sẽ làm cho tiếp điểm đóng khi
IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu Word) và ngược lại.
Tốn hạng:
IN1, IN2: VW, IW, MW, SMW, AC, Constant,
T, C, AIW, *VD, *AC.

L
A
D

Lệnh so sánh lớn hơn hoặc bằng sẽ làm cho tiếp
điểm đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1, IN2 kiểu Byte)
Toán hạng: IN1, IN2: VB, IB, QB, MB, SMB,
AC, Constant, *VD, *AC.

L
A
D

Lệnh so sánh nhỏ hơn hoặc bằng sẽ làm cho tiếp
điểm đóng IN1 bằng IN2 (IN1, IN2 kiểu Byte).
Tốn hạng: IN1, IN2: VB, IB, QB, MB, SMB,
AC, Constant, *VD, *AC.

25