ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH THANG MÁY SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC24FJ128GB106 GVHD THS NGUYỄN TRUNG DŨNG SINH VIÊN LÂM BÁ HÀO 14030821 NGUYỄN VĂN CƯỜNG 14030731 HỒ VĂN HÙNG 14065951 NGUYỄN HOÀNG HUY 14022421 LỚP DHDKTD10A DHDKTD10B TPHCM, Ngày 14 Tháng 6 Năm 2018 i PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1 Họ và tên sinh viên nhóm sinh viên được giao đề tài (1) Lâm Bá Hào , MSSV 14030821 (2) Nguyễn Văn Cường, MSSV 14030731 (3) Hồ Văn.
GIỚI THIỆU VỀ THANG MÁY
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THANG MÁY
Thang máy là thiết bị chuyên dụng để vận chuyển người, hàng hóa và vật liệu theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng không quá 15 độ so với phương thẳng đứng, di chuyển theo một tuyến đã được xác định trước.
Thang máy được sử dụng rộng rãi trong nhiều công trình như khách sạn, văn phòng, chung cư, bệnh viện, trường học và nhà máy Với đặc điểm thời gian vận chuyển ngắn và tần suất hoạt động cao, thang máy mang lại sự tiện lợi vượt trội so với các phương tiện vận chuyển khác Ngoài chức năng vận chuyển, thang máy còn góp phần làm tăng vẻ đẹp và tiện nghi cho các công trình xây dựng.
Nhiều quốc gia quy định rằng các tòa nhà cao từ 6 tầng trở lên phải được trang bị thang máy nhằm đảm bảo sự thuận tiện cho người sử dụng, tiết kiệm thời gian và nâng cao năng suất lao động Chi phí lắp đặt thang máy chỉ chiếm khoảng 6% đến 7% tổng giá thành của công trình, điều này được coi là hợp lý Đối với các công trình đặc biệt như bệnh viện, nhà máy và khách sạn, mặc dù có số tầng dưới 6, nhưng vẫn cần phải trang bị thang máy để đáp ứng yêu cầu phục vụ.
Trong các tòa nhà cao tầng, việc lắp đặt thang máy là điều cần thiết để đảm bảo việc di chuyển thuận tiện cho cư dân Nếu không giải quyết được vấn đề vận chuyển người, các dự án xây dựng tòa nhà cao sẽ không thể thực hiện.
Thang máy là thiết bị vận chuyển cần đảm bảo an toàn nghiêm ngặt, ảnh hưởng trực tiếp đến tài sản và tính mạng con người Do đó, việc thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng và sửa chữa thang máy phải tuân thủ chặt chẽ các yêu cầu kỹ thuật an toàn theo tiêu chuẩn, quy trình và quy phạm hiện hành.
Thang máy không chỉ cần có cabin đẹp, sang trọng, thông thoáng và êm dịu mà còn phải được trang bị đầy đủ các thiết bị an toàn để đảm bảo độ tin cậy khi sử dụng.
- Điện chiếu sáng dự phòng khi mất điện
- Điện thoại nội bộ (Interphone)
- An toàn Cabin (đối trọng)
- Công tắc an toàn của Cabin
- Khóa an toàn cửa tầng
- Bộ cứu hộ khi mất điện nguồn
Việc lựa chọn thang máy không chỉ dựa vào các yếu tố kỹ thuật mà còn phải cân nhắc đến khía cạnh kinh tế Thang máy có tải trọng lớn và tốc độ cao mang lại sự thuận tiện cho người sử dụng, giúp rút ngắn thời gian chờ đợi, nhưng đòi hỏi vốn đầu tư và diện tích lớn hơn, dẫn đến chi phí xây dựng cao hơn Do đó, sự thuận lợi cho khách hàng thường tỷ lệ nghịch với mức đầu tư cần thiết Quy trình chọn thang máy bao gồm việc xác định số lượng thang, các tính năng kỹ thuật như tải trọng, tốc độ, phương pháp điều khiển, kích thước cơ bản và vị trí lắp đặt phù hợp với đặc điểm và mục đích sử dụng của tòa nhà, trong giới hạn vốn đầu tư chấp nhận được.
Thang máy ngày nay được thiết kế và chế tạo đa dạng với nhiều kiểu dáng và loại khác nhau, nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng của từng công trình Việc phân loại thang máy có thể dựa trên các nguyên tắc và đặc điểm riêng biệt.
Phân loại theo chức năng:
- Thang máy chở người: (Gia tốc được cho phép tùy theo cảm giác của hành khách a 2000 kG
Phân loại theo vị trí đặt bộ kéo tời :
- Thang máy có bộ kéo tời đặt ở trên giếng thang
- Thang máy có bộ kéo tời đặt ở dưới giếng thang
Hình 1 2 Kết cấu cơ khí của thang máy
(2) Con trượt dẫn hướng Cabin
(6) Ray dẫn hướng đối trọng
(17) Bu lông bắt gá ray
1.1.3 Chức năng của một số bộ phận trong thang máy
Cabin và các thiết bị liên quan :
Thang máy là một phần tử chấp hành quan trọng, đóng vai trò chính trong việc vận chuyển hàng hóa và hành khách giữa các tầng Do đó, cần đảm bảo các yêu cầu về kích thước, hình dáng, thẩm mỹ và tiện nghi bên trong thang máy để đáp ứng nhu cầu sử dụng.
Cabin hoạt động bằng cách di chuyển lên xuống trên một đường trượt, với hệ thống hai dây dẫn hướng nằm trong một phẳng, đảm bảo chuyển động êm ái, chính xác và không rung lắc Để Cabin hoạt động ổn định trong cả quá trình di chuyển lên và xuống, có tải hoặc không có tải, người ta sử dụng một đối trọng di chuyển trên hai thanh đồng phẳng, chuyển động ngược chiều với Cabin nhờ vào cáp được vắt qua Puly kéo.
BỘ ĐIỀU KHIỂN TÍN HIỆU TRONG THANG MÁY
Điều khiển thang máy bao gồm hai thành phần chính: điều khiển động lực, chịu trách nhiệm về tốc độ chạy của thang, và điều khiển tín hiệu, được coi là bộ não trung tâm, xử lý và điều phối tất cả các tác vụ trong hệ thống thang máy.
Trong đó bộ điều khiển được chia làm 2 loại:
Hình 1 16 Board vi xử lý và PLC.
Một là điều khiển bằng thiết bị điều khiển lập trình PLC (Programable Logic Controller)
Hai là dùng board vi xử lý Microprocessor
PLC là thiết bị điều khiển lập trình giúp thực hiện các thuật toán điều khiển hoạt động của thang máy thông qua ngôn ngữ lập trình Thiết bị này bao gồm cả phần cứng và phần mềm điều khiển, đảm bảo hiệu suất và độ chính xác trong quá trình vận hành.
Dùng PLC có nhiều ưu điểm như:
Lập trình điều khiển cho thang máy rất dễ dàng
Dễ lắp đặt, sửa chữa
Độ bền cao chính vì thế PLC được sử dụng nhiều trong điều khiển công nghiệp
Có thể kết nối dễ dàng với máy tính, bổ sung thêm các module mở rộng với chi phí hợp lý
Với những ưu điểm nổi bật, PLC đã sớm được ứng dụng làm thiết bị điều khiển thang máy, khẳng định chất lượng và nhận được sự tin tưởng từ nhiều nhà sản xuất cũng như người dùng trong ngành cung cấp thang máy.
Hiện tại, khoảng 80% thang máy gia đình sử dụng hệ điều khiển bằng thiết bị lập trình PLC, và trong tương lai, PLC vẫn sẽ là lựa chọn hàng đầu cho loại thang máy này.
Bên cạnh cực nhiều ưu điểm như trên thì thang máy có hệ điều khiển là PLC cũng có một số nhược điểm là:
Thang máy sử dụng điều khiển PLC không có tính năng xóa lệnh khi gọi tầng sai, trong khi đó, thang máy gia đình thường có số nút bấm hạn chế hơn.
17 trên bảng button điều khiển là rất ít cho nên hiếm khi xảy ra tình trạng bấm nhầm
PLC không dùng cho được cho thang máy tốc độ cao (từ 90m/phút trở lên) và cho điều khiển nhóm
PLC Mitsubishi - Made in Japan hiện là lựa chọn hàng đầu cho các sản phẩm thang máy gia đình tại Việt Nam, và cũng là loại PLC được sử dụng rộng rãi nhất trong phân khúc này trên thị trường.
Hình 1 17 Tủ điều khiển thang máy gia đình bằng PLC.
1.2.2 Thang máy dùng board vi xử lý Microprocessor
Hình 1 18 Vi xử lý thang máy Schneider (Lisa 10) Đức (Germany).
So với PLC, board vi xử lý hiện đại và thông minh hơn, khắc phục hoàn toàn các nhược điểm của PLC Nó có khả năng thực hiện các lệnh thông minh mà lập trình bằng PLC gặp khó khăn do độ phức tạp hoặc hạn chế về dung lượng ROM.
- Tự động bù tải khi thang bắt đầu chạy
- Tự động tắt đèn, quạt khi thang không hoạt động trong 1 thời gian do kỹ thuật viên đặt
- Tự động chuyển sang chế độ chạy hỏa hoạn khi có tín hiệu hỏa hoạn
- Tự động bảo vệ khi thang chạy quá tốc độ cho phép
- Tự động bảo vệ khi trượt cáp
- Tự động hủy lệnh gọi nhầm trong cabin
Tuy nhiên board vi xử lý thang máy cũng có những nhược điểm là:
- Khó sửa chữa, chi phí sửa chữa và thay thế thiết bị cao
TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN PIC24FJ128GB106
LỊCH SỬ RA ĐỜI VI ĐIỀU KHIỂN PIC
PIC là họ vi điều khiển RISC do công ty Microchip Technology sản xuất Dòng vi điều khiển PIC đầu tiên, PIC1650, được phát triển bởi bộ phận Microelectronics của General Instrument.
Hình 2 1 Công ty Microchip Technology
PIC, viết tắt của "Programmable Intelligent Computer" (Máy tính khả trình thông minh), là sản phẩm đầu tiên của hãng General Instrument, cụ thể là dòng PIC1650 Thiết bị này được sử dụng để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi của máy chủ 16bit CP1600, và do đó, PIC thường được biết đến với tên gọi này.
Bộ điều khiển giao tiếp ngoại vi (PIC) 8-bit được phát triển vào khoảng năm 1975 để cải thiện khả năng xuất nhập cho CPU CP1600, vốn có hiệu suất kém trong lĩnh vực này PIC sử dụng microcode đơn giản lưu trữ trong ROM, và mặc dù thuật ngữ RISC chưa được phổ biến vào thời điểm đó, nhưng thực chất PIC là một vi điều khiển với kiến trúc RISC, hoạt động với một lệnh trên mỗi chu kỳ máy (tương đương 4 chu kỳ của bộ dao động).
Năm 1985, General Instrument đã bán bộ phận vi điện tử của mình, dẫn đến việc chủ sở hữu mới hủy bỏ hầu hết các dự án đã trở nên lỗi thời Tuy nhiên, PIC đã được bổ sung thêm EEPROM.
Ngày nay, nhiều dòng vi điều khiển PIC được sản xuất với các module ngoại vi tích hợp như USART, PWM, và ADC, cùng với bộ nhớ chương trình dao động từ 512 Word đến 32K Word, cho phép tạo ra các bộ điều khiển vào ra linh hoạt và hiệu quả.
Hiện nay, tại Việt Nam, đã có một cộng đồng nghiên cứu và phát triển PIC, dsPIC và PIC32.
CÁC ĐẶT TÍNH CỦA VI ĐIỀU KHIỂN PIC
Hiện nay có khá nhiều dòng PIC và có rất nhiều khác biệt về phần cứng, nhưng chúng ta có thể điểm qua một vài nét như sau :
- 8/16 bit CPU, xây dựng theo kiến trúc Harvard có sửa đổi
- FLASH và ROM có thể tuỳ chọn từ 256 byte đến 256 Kbyte
- Các cổng Xuất/Nhập (I/O ports) (mức logic thường từ 0V đến 5.5V, ứng với logic 0 và logic 1)
- Các chuẩn Giao Tiếp Ngoại Vi Nối tiếp Đồng bộ/Không đồng bộ USART, AUSART, EUSARTs
- Bộ chuyển đổi ADC Analog-to-digital converters, 10/12 bit
- Bộ so sánh điện áp (Voltage Comparators)
- Các module Capture/Compare/PWM/LCD
- MSSP Peripheral dùng cho các giao tiếp I²C, SPI, và I²S
- Bộ nhớ nội EEPROM - có thể ghi/xoá lên tới 1 triệu lần
- FLASH (dùng cho bộ nhớ chương trình) có thể ghi/xóa 10.000 lần
- Module Điều khiển động cơ, đọc encoder
- Hỗ trợ giao tiếp USB
- Hỗ trợ điều khiển Ethernet
- Hỗ trợ giao tiếp CAN
- Hỗ trợ giao tiếp LIN
- Hỗ trợ giao tiếp IrDA
- Một số dòng có tích hợp bộ RF (PIC16F639, và rfPIC)
- KEELOQ Mã hoá và giải mã
- DSP những tính năng xử lý tín hiệu số (dsPIC)
VI ĐIỀU KHIỂN PIC24FJ128GB106
2.3.1 Tổng quan về thiết bị
Với công suất thấp (dòng dự phòng
