TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY
Khái niệm về thang máy
Thang máy là thiết bị chuyên dụng dùng để vận chuyển người, hàng hóa và vật liệu theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 150° so với phương thẳng đứng, hoạt động theo một tuyến đã được định sẵn.
Thang máy được sử dụng phổ biến trong nhiều công trình như khách sạn, chung cư, công sở, bệnh viện, đài quan sát và nhà máy Do tính chất vận chuyển liên quan đến an toàn của con người và tài sản, việc thiết kế, lắp đặt thang máy cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy chuẩn kỹ thuật đã được quy định.
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
1.2.2 Phân loại theo hệ thống dẫn động
Thang máy dẫn động điện
1.2.3 Phân loại theo hệ thống điều khiển
Điều khiển bằng máy tính
1.2.4 Phân loại theo trọng tải
Thang máy loại nhỏ Q2000kg
1.2.5 Phân loại theo độ dịch chuyển
Thang máy tốc độ trung bình V= 0,75 – 1,5m/s
Thang máy tốc độ cao V= 2,5- 5m/s
Cấu tạo chung
Thang máy có nhiều loại khác nhau, nhưng nhìn chung, chúng bao gồm một số bộ phận chính như nguồn điện, bộ chống vượt tốc, máy kéo, dây cáp, ray dẫn hướng, đối trọng, tủ điều khiển, bộ phận lò xo giảm chấn và hệ thống nút nhấn cả trong lẫn ngoài.
Hình 1 Sơ đồ kết cấu cơ khí của thang máy
Các thiết bị khác
Động cơ thang máy, thường là động cơ 3 pha roto dây quấn hoặc rôto lồng sóc, đóng vai trò quan trọng trong việc dẫn động hộp giảm tốc, giúp puli kéo cabin di chuyển lên xuống với vận tốc quy định Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại yêu cầu động cơ phải hoạt động hiệu quả, đảm bảo tốc độ và mô men phù hợp để mang lại cảm giác thoải mái cho người sử dụng Hệ thống điện tử tại bộ xử lý trung tâm giúp điều chỉnh động cơ theo yêu cầu, đảm bảo hiệu suất kinh tế và an toàn cho thang máy.
Hình 2 Động cơ kéo có hộp số và không hộp số
1.4.2 Động cơ mở cửa Động cơ mở cửa là động cơ một chiều hay xoay chiều tạo ra mômen mở cửa cho cabin kết hợp với mở cửa tầng Khi cabin dừng đúng tầng, rơle thời gian sẽ đóng mạch điều khiển động cơ mở cửa tầng hoạt động theo một quy luật nhất định sẽ đảm bảo quá trình đóng mở êm nhẹ không có va đập Nếu không may một vật gì đó hay người kẹp giữa cửa tầng đang đóng thì cửa sẽ tự động mở ra nhờ bộ phận đặc biệt ở gờ cửa có gắn phản hồi với động cơ qua bộ sử lý trung tâm
Hình 3 Động cơ cửa cabin thang máy
Cabin và cửa tầng là hai thành phần quan trọng của thang máy, giúp giữ cho cabin kín trong suốt quá trình di chuyển, ngăn ngừa cảm giác chóng mặt cho khách hàng và bảo vệ các vật dụng bên trong Cửa tầng không chỉ che chắn toàn bộ giếng thang mà còn bảo vệ các thiết bị liên quan Đặc biệt, cả cửa cabin và cửa tầng đều được trang bị khóa tự động, đảm bảo việc đóng mở diễn ra kịp thời và an toàn.
Hình 4 Các mẫu cửa thang máy
Hệ thống phanh là một phần quan trọng đảm bảo an toàn cho cabin, giữ cho cabin ổn định tại các vị trí dừng tầng Hai má phanh sẽ kẹp chặt tang phanh, tang phanh này được gắn đồng trục với trục động cơ Quá trình đóng mở của phanh được phối hợp nhịp nhàng với hoạt động của động cơ, tạo sự đồng bộ trong vận hành.
Hình 5 Phanh ERS VAR 15 của hãng Warner Electric
Hình 6 Cảm biến BM Series của hãng Autonics
Hình 7 Cảm biến cửa SN-GM-1-P16192H-b
Cảm biến trọng lượng
Hình 8 Cảm biến trọng lượng buồng thang
Cảm biến đóng mở cửa cabin: có thể dùng cảm biến tiếp điểm
Hình 9 Cảm biến tiếp điểm
Cửa tầng thường được trang bị nút gọi thang, trong khi bên trong buồng thang có các nút hiển thị tầng mà hành khách muốn đến Hành khách chỉ cần ấn số tương ứng với tầng mong muốn để di chuyển Ngoài ra, còn có các phím để đóng và mở cửa nhanh chóng.
Hình 10 Bảng điều kiển trong và ngoài thang máy
Aptomat: có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch trong hệ thống điện
Các thiết bị phụ như quạt gió, chuông điện thoại liên lạc và các chỉ số báo chuyển động được lắp đặt trong cabin thang máy nhằm mang lại cảm giác an toàn và dễ chịu cho khách hàng khi sử dụng.
Trong thang máy chở người, việc lựa chọn và tính toán các thiết bị là rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sự an toàn và trải nghiệm của người sử dụng Các yêu cầu công nghệ đối với các thiết bị thang máy cần được xác định rõ ràng.
Động cơ làm việc êm, ít tiếng ồn, công suất đạt yêu cầu
Các cảm biến làm việc nhạy, có tính ổn định
Chế độ lên xuống có thay đổi vận tốc theo thời gian, không để người sử dụng bị khó chịu
Các yêu cầu khi điều khiển thang máy
Thang máy là thiết bị chuyên dụng để vận chuyển người và hàng hóa giữa các độ cao, do đó, an toàn luôn được ưu tiên hàng đầu Để đảm bảo hoạt động an toàn của thang máy, nhiều thiết bị giám sát được lắp đặt nhằm phát hiện và xử lý kịp thời các sự cố.
Khi thiết kế hệ thống truyền động cho thang máy, cần phối hợp bảo vệ cả phần cơ và phần điện, sử dụng nhiều loại bảo vệ khác nhau Cụ thể, khi cấp điện cho động cơ kéo buồng thang, đồng thời cũng phải cấp điện cho động cơ phanh để nhả các má phanh kẹp vào ray dẫn hướng Điều này cho phép buồng thang di chuyển Trong trường hợp mất điện, động cơ phanh sẽ ngừng quay, khiến các má phanh kẹp tác động vào đường ray, giữ cho buồng thang không bị rơi.
Hình 12 Phanh bảo hiểm kiểu kìm
1.5.2 Yêu cầu dừng chính xác buồng thang
Buồng thang máy cần dừng chính xác tại mặt bằng của tầng yêu cầu sau khi nhấn nút dừng Nếu buồng thang dừng không đúng vị trí, hành khách sẽ gặp khó khăn khi ra vào, làm tăng thời gian di chuyển và giảm năng suất sử dụng thang máy.
Để khắc phục hậu quả, nên lắp đặt cảm biến gần sàn tầng và kết hợp với biến tần để điều khiển tốc độ động cơ một cách hiệu quả.
1.5.3 Ảnh hưởng của gia tốc, vận tốc đối với hệ truyền động thang máy
Một trong những yếu tố quan trọng của hệ truyền động thang máy là đảm bảo buồng thang di chuyển êm ái Sự êm ái này phụ thuộc vào gia tốc khi khởi động và hãm thang Các tham số chính ảnh hưởng đến chế độ hoạt động của thang máy bao gồm tốc độ di chuyển (v) tính bằng mét trên giây (m/s), gia tốc (a) tính bằng mét trên giây bình phương (m/s²) và độ giật (ρ) tính bằng mét trên giây mũ ba (m/s³).
Tốc độ di chuyển của buồng thang quyết định năng suất của thang máy, điều này có ý nghĩa rất quan trọng, nhất là đối với các nhà cao tầng
Tăng tốc độ di chuyển trung bình của thang máy có thể đạt được bằng cách giảm thời gian mở và hãm máy, tức là tăng gia tốc Tuy nhiên, gia tốc quá lớn có thể gây cảm giác khó chịu cho hành khách, như chóng mặt, sợ hãi hoặc nghẹt thở Do đó, gia tốc tối ưu cho thang máy nên giữ ở mức dưới 2m/s².
Các thông số hệ truyền động cơ khí thang máy đã thiết kế
Hình 13 Sơ đồ bố trí thang máy
Khối lượng cabin G = 150kg
Thời hạn phục vụ L = 12000 giờ
Động cơ 3K112Sa4 Công suất P = 2,2Kw
Hộp giảm tốc : sử dụng bộ truyền trục vít bánh vít u = 25
DỰNG PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY
Lựa chọn phương án điều khiển
Khi điều khiển thang máy, có nhiều lựa chọn như vi điều khiển, PLC và điều khiển phân tán Tuy nhiên, các hãng sản xuất lớn như Mitsubishi, Otis và Hitachi thường chọn bộ điều khiển PLC vì những ưu điểm vượt trội của nó.
Giảm đến 80% số lượng dây nối
Công suất tiêu thụ của PLC rất thấp
Khả năng tự chuẩn đoán do đó giúp cho việc sửa chữa dễ dàng
Có thể thay đổi chức năng điều khiển bằng thiết bị lập trình
Giảm thiểu số lượng rơ le và timer so với cổ điển
Dung lượng chương trình lớn có thể chứa được nhiều phương trình phức tạp Độ tin cậy cao trong môi trường công nghiệp
Kích thước nhỏ, dễ dàng kết nối với các thiết bị ngoại vi như máy tính, modul mở rộng
Vì thế PLC là phương án tối ưu nhất lựa chọn để điều khiển thang máy
Tổng quan về PLC
PLC (Bộ điều khiển logic lập trình) là thiết bị lập trình chuyên dụng trong công nghiệp, được thiết kế để điều khiển các quy trình xử lý từ đơn giản đến phức tạp Tùy thuộc vào người điều khiển, PLC có khả năng thực hiện nhiều chương trình khác nhau, với các sự kiện được kích hoạt bởi các tín hiệu đầu vào (hay còn gọi là nhân kích thích) tác động vào thiết bị.
Timer trong PLC là một công cụ quan trọng giúp kích hoạt sự kiện bằng cách bật ON hoặc OFF, hoặc phát ra chuỗi xung cho các thiết bị bên ngoài Việc thay đổi chương trình trong PLC cho phép điều chỉnh các hoạt động khác nhau Hiện nay, các thương hiệu nổi tiếng trong lĩnh vực PLC bao gồm Siemens, Omron, Mitsubishi và Festo.
Hình 14 Các model PLC S7-200 của hãng SIEMENS
Đặc điểm của hệ thống lập trình PLC
PLC thay thế các phương pháp truyền thống như rơ le và thiết bị rời cồng kềnh, mang lại khả năng điều khiển dễ dàng và linh hoạt thông qua các lệnh logic cơ bản.
PLC tương tự như máy tính, nhưng được tối ưu hóa cho các nhiệm vụ điều khiển trong môi trường công nghiệp, trong khi máy tính chủ yếu phục vụ cho các tác vụ tính toán và hiển thị Do đó, PLC được thiết kế đặc biệt để đáp ứng các yêu cầu khắt khe của ngành công nghiệp.
Để chịu được các rung động, nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn và tiếng ồn
Có sẵn giao diện cho các thiết bị vào ra
Được lập trình dễ dàng với ngôn ngữ lập trình dễ hiểu, chủ yếu giải quyết các phép toán logic và chuyển mạch
Bộ điều khiển logic PLC có chức năng tương tự như bộ điều khiển dựa trên rơle công tắc tơ hoặc các khối điện tử, với khả năng tự động hóa và điều khiển các quy trình công nghiệp một cách hiệu quả.
Thu thập các tín hiệu vào và các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến
Liên kết, ghép nối các tín hiệu theo yêu cầu điều khiển và thực hiện đóng mở các mạch phù hợp với công nghệ
Tính toán và soạn thảo các lệnh điều khiển đến các địa chỉ thích hợp
Khi thực hiện PLC, quá trình bắt đầu bằng việc đọc lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc với lệnh cuối cùng trong một vòng quét Vòng quét diễn ra bằng cách đọc trạng thái đầu vào, sau đó thực hiện chương trình và kết thúc bằng việc thay đổi trạng thái logic đầu ra Trước khi bắt đầu vòng quét tiếp theo, các nhiệm vụ bên trong và truyền thông sẽ được thực hiện Chu trình này là một chương trình lặp lại.
Lập trình PLC thường sử dụng hai phương pháp:
Phương pháp hình thang LAD (LADDER)
Phương pháp liệt kê câu lệnh STL (STATEMENT LIST)
Sơ đồ cấu trúc của PLC:
Hình 15 Sơ đồ cấu trúc của PLC
Ứng dụng của PLC
Hiện nay PLC đã được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau trong công nghiệp như:
Hệ thống nâng vận chuyển
Dây chuyền đóng gói
Các ROBOT lắp ráp sản phẩm
Dây chuyền xử lý hoá học
Công nghệ sản xuất giấy
Quản lý tự động bãi đỗ xe
Hệ thống may công nghiệp
Các thành phần chính của PLC S7 200
Modul CPU S7-200 được kết hợp giữa một CPU (Central Processing Unit) nguồn cung cấp với các đầu vào và đầu ra
CPU: thi hành các chương trình, lưu trữ và xử lý dữ liệu
Nguồn cung cấp: cung cấp nguồn cho Modul chính và các modul mở rộng của hệ thống
Các đầu vào: được nối với các thiết bị như sensor, công tắc hành trình
Các đầu ra: để điều khiển động cơ, máy bơm,
Các cổng giao tiếp: ghép nối CPU với các thiết bị cần điều khiển, thông thường PLC S7-200 có 2 Port giao tiếp
Đèn báo trạng thái: báo hiệu trạng thái làm việc của CPU chạy, dừng, hay báo lỗi
Modul mở rộng Analog: cung cấp thêm một số đầu vào Analog để điều khiển cho hệ thống
Modul mở rộng Digital: cung cấp thêm một số đầu vào và đầu ra Digital cho hệ thống
Các nguyên tắc lập trình S7-200
Phần mềm và ngôn ngữ lập trình S7-200
Có 2 phần mềm có thể dùng lập trình là STEP7-MICRO /WIN và STEP7-
STL: sử dụng những mã từ gợi nhớ, đại diện cho chức năng của CPU
LAD: sử dụng ngôn ngữ hình ảnh
Các yếu tố cơ bản của LAD
I0.0, I0.1, I0.2 đại diện cho các tiếp điểm I0.0, I0.2 là tiếp điểm thường mở, I0.1 là tiếp điểm thường đóng
Q0.0 là động cơ hay các thiết bị đang điều khiển
T32: hộp đại diện cho 1 chức năng như Timer, Counter được thi hành khi I/O có dòng chạy qua hộp
Các yếu tố của STL( statement list)
STL là một ngôn ngữ lập trình mà mọi phần tử trong chương trình sử dụng mã từ gợi nhớ để thể hiện chức năng của CPU Cấu trúc này được kết hợp để tạo ra một chương trình điều khiển, chẳng hạn như việc chuyển đổi từ dạng LAD sang STL trong chương trình.
Chọn kiểu làm việc cho CPU
Công tắc 3 vị trí của S7-200 cho phép chọn 1 trong 3 chế độ làm việc
STOP: CPU không thực hiện chương trình, CPU cho phép hiệu chỉnh chương trình hoặc nạp chương trình mới
RUN: ở chế độ này PLC chạy chương trình ghi trong bộ nhớ Khi ở chế độ RUN không thể nạp chương trình cho CPU được
TERM: cho phép máy lập trình tự quyết định một trong số chế độ
PLC sử dụng cổng truyền thông RS-485 với đầu nối 9 chân để kết nối với thiết bị lập trình hoặc các trạm PLC khác, giúp tối ưu hóa khả năng giao tiếp và mở rộng hệ thống.
Giới thiệu về biến tần
2.8.1 Tổng quan về biến tần
Biến tần là thiết bị điện tử có khả năng biến đổi tần số và điện áp từ dòng điện một chiều hoặc xoay chiều thành dòng điện xoay chiều có tần số điều khiển Thiết bị này thường được sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ trong các thiết bị cơ khí lớn, giúp các động cơ hoạt động ổn định Sự linh hoạt trong việc thay đổi tần số cho phép điều chỉnh tốc độ và công suất, khiến biến tần trở thành giải pháp tối ưu hiện nay Trên thị trường hiện có nhiều hãng sản xuất biến tần nổi tiếng như SIEMENS, ABB, và FUJI, với nhiều loại và công suất khác nhau.
2.8.2 Các yêu cầu khi sử dụng biến tần
Bộ biến tần chứa các linh kiện điện tử bán dẫn nhạy cảm với điều kiện môi trường, do đó cần được nhiệt đới hóa để phù hợp với khí hậu nóng ẩm của Việt Nam Khi lắp đặt, cần đảm bảo các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và vị trí lắp đặt Các bộ biến tần không nên được đặt ngoài trời, mà phải lắp trong tủ có không gian rộng và thông gió tốt, với quạt thông gió Vị trí lắp tủ cần khô ráo, có nhiệt độ dưới 50°C, không có chất ăn mòn, khí gas, bụi bẩn và độ cao dưới 1000m so với mực nước biển.
Thang máy yêu cầu độ an toàn, êm ái và chính xác cao, đặc biệt khi thường xuyên hoạt động ở chế độ không tải Biến tần Siemens Micromaster 440 là lựa chọn phù hợp, nổi bật với khả năng điều khiển Vector cho tốc độ và moment, cũng như khả năng điều khiển vòng kín bằng PID, mang lại độ chính xác tuyệt vời cho hệ thống truyền động Ngoài ra, khối logic lập trình sẵn cung cấp sự linh hoạt tối đa cho việc điều khiển tự động các thao tác Việc sử dụng biến tần MM440 là giải pháp đơn giản và tối ưu cho yêu cầu đảo chiều và thay đổi tốc độ động cơ.
Hình 17 Các đầu dây điều khiển biến tần MM440
Bài viết này mô tả các đầu vào/ra và thông số chức năng của chúng Đầu vào số 1 có mã P0701 với chức năng ON/OFF, trong khi đầu vào số 2 (P0702) thực hiện chức năng đảo chiều Đầu vào số 3 (P0703) được sử dụng để xóa lỗi, còn đầu vào số 4 (P0704) và đầu vào số 5 (P0705) có chức năng đặt cố định Tương tự, đầu vào số 6 (P0706) cũng có chức năng đặt cố định Đầu vào số 7 và đầu vào số 8 được kết nối qua các đầu tương tự với mã P0707 và P0708, cả hai đều có giá trị bằng 0.
XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY
Giới thiệu sơ đồ nguyên lí của hệ thống
Sơ đồ nguyên lý thang máy cho thấy cabin thang máy là đối tượng được điều khiển, với động cơ chính là động cơ 3 pha không đồng bộ roto lồng sóc Hệ thống được điều khiển bởi thiết bị PLC S7-200, cung cấp tín hiệu cần thiết cho quá trình điều khiển Bàn phím gọi tầng trong thang máy gồm 6 phím, trong đó phím 1 đến 4 dùng để gọi các tầng tương ứng, còn 2 phím còn lại dùng để mở và đóng cửa nhanh.
Bàn phím gọi thang máy bao gồm 4 phím, với mỗi tầng có phím gọi lên, xuống hoặc cả hai Để điều chỉnh tốc độ và hãm dừng, cần phát hiện vị trí thang máy, thông tin này được cung cấp qua đèn LED hiển thị vị trí tầng hiện tại Để người sử dụng biết trạng thái hoạt động của thang, các mạch hiển thị như đèn LED hoặc mạch hiển thị 7 thanh được lắp đặt tại các tầng và trong cabin Những thiết bị này giúp hiển thị vị trí hiện tại của thang, chiều chuyển động, trạng thái nút ấn và thứ tự ưu tiên Để xác định vị trí thang, các Sensor báo vị trí phi tiếp điểm được sử dụng, trong đó phần tĩnh gắn dọc theo chiều chuyển động và phần động gắn với buồng thang.
Để đảm bảo an toàn khi xảy ra sự cố như đứt cáp hoặc trượt cáp, các cảm biến được lắp đặt trong bộ điều tốc để thu tín hiệu dừng động cơ Ngoài ra, các sensor cũng được bố trí ở đỉnh và đáy thang nhằm cung cấp tín hiệu cho các thiết bị tự động kiểm soát dừng và hạn chế.
Vị trí của các cảm biến phụ thuộc vào cách hệ thống điều khiển phản ứng khi nhận tín hiệu từ các cảm biến, thời gian trễ của hệ thống, cơ cấu chấp hành và quán tính của nó.
Hình 18 Sơ đồ nguyên lí của hệ thống điều khiển thang máy
Hệ thống điện của thang máy
Có thể chia ra thành 5 cấu thành chính
Mạch động lực là hệ thống điều khiển cơ cấu dẫn động thang máy, có chức năng đóng mở, đảo chiều động cơ và phanh của bộ tời kéo Hệ thống này cần đảm bảo quá trình chuyển động của cabin diễn ra êm ái và chính xác trong suốt quá trình mở máy và hãm.
Mạch điều khiển của thang máy đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện chương trình điều khiển phù hợp với các chức năng và yêu cầu cụ thể Nó lưu trữ các lệnh di chuyển trong cabin và lệnh gọi tầng từ hành khách, đồng thời thực hiện các lệnh theo nguyên tắc ưu tiên đã được định sẵn Sau khi hoàn thành lệnh điều khiển, mạch sẽ xóa bỏ lệnh đó và liên tục ghi nhớ vị trí của cabin để đảm bảo hoạt động hiệu quả.
Mạch tín hiệu là hệ thống đèn báo hiệu được thống nhất với các ký hiệu, nhằm thông báo trạng thái hoạt động, vị trí và hướng di chuyển của cabin.
Mạch chiếu sáng: Bao gồm hệ thống chiếu sáng cho cabin và hố thang
Mạch an toàn: Là hệ thống các công tắc, rơ le tiếp điểm nhằm đảm bảo an toàn cho hành khách trong quá trình sử dụng.
Nguyên lí động và sử dụng của thang máy
3.3.1 Reset buồng thang khi đóng nguồn
Dù cho buồng thang đang ở bất cứ vị trí nào, khi đóng nguồn đều được reset và đưa về tầng trệt
3.3.2 Nguyên tắc đóng mở cửa
Buồng thang chỉ hoạt động khi cửa hoàn toàn đóng
Cửa chỉ mở khi buồng thang dừng đúng tầng
Cửa sẽ tự động mở hoặc đóng khi nhận được các yêu cầu
3.3.3 Nguyên tắc đến tầng Để xác định vị trí hiện tại của thang dựa vào cảm biến ở mỗi tầng Khi buồng thang ở tầng nào thì cảm biến nhận tín hiệu ở tầng đó và đưa về điều khiển Hệ thống điều khiển sẽ điều khiển buồng thang dừng và thực hiện đóng mở cửa theo yêu cầu
Mỗi buồng thang được trang bị một bảng điều khiển, trên đó có các nút ấn lên xuống, giúp người sử dụng dễ dàng gọi thang theo nhu cầu của mình.
Gọi thang bên trong buồng thang:
Thang máy được trang bị các nút ấn gọi tầng và nút điều khiển mở, đóng cửa buồng thang Khi nhận lệnh gọi, thang sẽ ưu tiên di chuyển đến tầng của người sử dụng nếu buồng thang đang ở tầng khác.
Khi thang máy di chuyển cùng hướng với lệnh gọi và ngang qua tầng mà khách đang đứng, thang sẽ dừng lại để đón khách khi đến tầng được gọi.
Nếu thang máy di chuyển ngược chiều với hướng đi của hành khách hoặc cùng chiều nhưng không dừng lại, sau khi đáp ứng các yêu cầu trước đó, thang sẽ quay lại để đón khách.
Nếu buồng thang đang ở tầng mà hành khách vừa gọi, thang sẽ mở cửa đón khách.
Thiết kế nút nhấn và bố trí các cảm biến
Tầng 1 Nút nhấn gọi thang đi lên
Tầng 2,3: Nút nhấn gọi thang đi lên, nút nhấn gọi thang đi xuống
Tầng 4: Nút nhấn gọi thang đi xuống
Mỗi tầng có bảng điều khiển gồm 6 nút ấn bao gồm: 4 nút nhấn gọi tầng 1,2,3,4, hai nút nhấn yêu cầu mở cửa, đóng cửa bằng tay
3.4.2 Bố trí các cảm biến
Hình 19 Bố trí cảm biến và các nút gọi tầng trên thang máy
(Giải thích kí hiệu xem ở Hình 26)
Giản đồ Graphcet thể hiện nguyên lí điều khiển của thang máy
Biểu diễn các quá trình công nghệ dưới dạng lưu đồ (graph) các trạng thái làm việc
Xây dựng hàm logic điều khiển và sơ đồ điều khiển từ lưu đồ các trạng thái làm việc
Hình 20 Giản đồ graphcet
3.5.2 Các chế độ vận hành của thang máy
Hình 21 Điều khiển động cơ quay nghịch, thang máy đi xuống
Hình 22 Điều khiển động cơ quay thuận, thang máy đi lên
Cabin dừng và tự động mở cửa
Hình 23 Điều khiển cabin dừng và tự động mở cửa
Hình 24 Điều khiển động cơ đóng cửa cabin
Điều khiển động cơ quay chậm
Hình 25 Điều khiển động cơ quay chậm
Thống kê các đầu vào-ra của thang máy và giải thích kí hiệu
TT Giải thích Kí hiệu Bit
1 Cảm biến mở cửa buồng thang hoàn toàn CBMC I0.0
2 Cảm biến đóng cửa buồn thang hoàn toàn CBDC I0.1
3 Cảm biến sàn tầng 1 CB1 I0.2
4 Cảm biến sàn tầng 2 CB2 I0.3
5 Cảm biến sàn tầng 3 CB3 I0.4
6 Cảm biến sàn tầng 4 CB4 I0.5
TT Giải thích Kí hiệu Bit
7 Cảm biến sàn tầng 1 CBT1 I0.6
8 Cảm biến sàn tầng 2 phía trên sàn tầng 2 CBT2 I0.7
9 Cảm biến sàn tầng 2 phía dưới sàn tầng 2 CBD2 I1.0
10 Cảm biến sàn tầng 3 phía trên sàn tầng 3 CBT3 I1.1
11 Cảm biến sàn tầng 3 phía dưới sàn tầng 3 CBD3 I1.2
12 Cảm biến sàn tầng 4 CBD4 I1.3
13 Nút nhấn gọi đi lên ở tầng 1 GTL1 I1.4
14 Nút nhấn gọi đi lên ở tầng 2 GTL2 I1.5
15 Nút nhấn gọi đi xuống ở tầng 2 GTX2 I2.0
16 Nút nhấn gọi đi lên ở tầng 3 GTL3 I2.1
17 Nút nhấn gọi đi xuống ở tầng 3 GTX3 I2.2
18 Nút nhấn gọi đi xuống ở tầng 4 GTX4 I2.1
19 Nút nhấn đến tầng 1 DT1 I2.4
20 Nút nhấn đến tầng 2 DT2 I2.5
21 Nút nhấn đến tầng 3 DT3 I2.6
22 Nút nhấn đến tầng 4 DT4 I2.7
TT Giải thích Kí hiệu Bit
23 Nút nhấn khởi động thang máy START I3.0
24 Nút nhấn dừng thang máy STOP I3.1
25 Điều khiển động cơ quay thuận UP Q0.0
26 Điều khiển động cơ quay nghịch DOWN Q0.1
27 Điều khiển dừng và mở cửa cabin OPEN Q0.2
28 Điều khiển đóng cửa cabin CLOSE Q0.3
29 Điều khiển động cơ quay với tốc độ nhanh HIGH Q0.4
35 Điều khiển động cơ quay với tốc độ chậm Đèn báo sẵn sàng hoạt động Điều khiển dừng động cơ
Nút nhấn mở cửa bằng tay
Nút nhấn đóng cửa bằng tay
Q0.5 Q0.6 Q0.7 I3.2 I3.3 I3.4 Hình 26 Bảng thống kê INPUT/OUTPUT
3.7 Chương trình điều khiển LAD
Kết nối PLC với các đầu vào đầu ra
Hình 27 Đầu vào CPU 224 và Modul mở rộng EM 223
Hình 28 Đầu ra CPU 224
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM PC SIMU
Giới thiệu
PC Simu là phần mềm mô phỏng hệ điều khiển dành riêng cho PLC S7-200 của hãng Siemens Kết quả mô phỏng được thực hiện thông qua bộ ba phần mềm STEP 7 MICROWIN, S7-200 English và PC Simu.
STEP 7 MICROWIN: phần mềm dùng lập trình PLC để điều khiển đối tượng
S7-200 E: phần mềm mô phỏng các CPU và các modul mở rộng của PLC S7-200 Nạp code vào CPU
PC simu: phần mềm mô phỏng các đối tượng công nghệ như đèn báo, băng tải, thang máy, các cảm biến , nút nhấn
Các bước thực hiện
Sau khi viết chương trình trên STEP 7 Thực hiện xuất file để nạp vào CPU trong S7-200E
Hình 29 Xuất file sang phần mềm S7-200E
- Chọn File Export lưu file đã xuất
- Nạp chương trình cho CPU: vào Load PLC logic Block
- Nhấn Run để bắt đầu chạy chương trình
- Tích chọn Interchange Input/Output, khi đã chuyển sang biểu tượng cửa End Interchange Input/Output thì nạp chương trình đã thành công
Hình 30 Nạp code cho CPU
Trên phần mềm PC Simu, bạn cần chọn các đối tượng mà bạn muốn điều khiển cùng với các nút nhấn và cảm biến nhận tín hiệu Sau đó, hãy điền địa chỉ cho từng đối tượng để đảm bảo hoạt động chính xác.
- Nhấn các nút ấn bên trong và bên ngoài cabin để thực hiện mô phỏng
Hình 31 Giao diện điều khiển thang máy trên PC Simu