Đồ án thang máy 5 tầng điều khiển bằng PLC Omron

Lời Mở Đầu Trong xu thế phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế thị trường sự tăng trưởng về kinh tế, sự ổn định về chính trị xã hội gắn liền với sự phát triển của các chung cư ,siêu thị, nh

Ý kiến giáo viên hướng dẫn ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Ý kiến giáo viên phản biện ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Lời Mở Đầu

Trong xu thế phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế thị trường sự tăng trưởng

về kinh tế, sự ổn định về chính trị xã hội gắn liền với sự phát triển của các chung

cư ,siêu thị, nhà cao tầng, các công trình xây dựng phục vụ nhu cầu đời sống xã hội, cũng như phát triển kinh tế xuất phát từ thực tế nhu cầu của con người cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, hệ thống băng tải cầu thang máy đã và đang sử dụng rộng rãi để phục vụ nhu cầu hàng hoá truyền tải thiết bị cũng như nhu cầu đi lại của con người

Để đáp ứng những điều kiện trên em đã nghiên cứu xây dựng mô hình cầu

thang máy với đề tài “Thiết kê hệ thống điều khiển cho hệ truyền động thang

máy 5 tầng”.

Thực hiện đồ án môn học tự động hóa quá trình giúp cho em cái nhìn tổng

thể về kiến thức chuyên ngành được đào tạo rút ra được những kiến thức kinh nghiệm và tác phong công nghiệp.Trong quá trình thực hiện đề tài giúp chúng ta trao đổi kiến thức của mình với bạn bè,giáo viên bộ môn từ đó mà ta có thể vận dụng kiến thức lý thuyết của mình trong thực tế có khả năng tiếp cận được thị trường tốt hơn

Em xin được trình bày với những phần chính sau:

Chương I : Khái quát chung về thang máy

Chương II: Tính chọn công suất động cơ cho truyền động chính thang máy Chương III:Phân tích lựa chọn phương án truyền động

Chương IV: Tính chọn thiết bị mạch động lực và hệ thống điều khiển

Chương V: Xét ổn định và hiệu chỉnh hệ thống.

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình và chu đáo của giảng viên

hướng dẫn Trần Duy Trinh đã giúp đỡ em rất nhiều để em hoàn thành được

đồán này

Em xin chân thành cảm ơn !

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 1.1 Vai trò của thang máy

Thang máy là thiết bị vận tải dùng để chở hàng và chở ngời theo phơng thẳng

đứng Nó là một loại hình máy nâng chuyển đợc sử dụng trong các ngành sản xuấtcủa nền kinh tế quốc dân nh trong ngành khai thác hầm mỏ, trong ngành xây dựng,luyện kim, công nghiệp nhẹ Nó đã thay thế cho sức lực của con ngời và đem lạinăng suất lao động cao Trong sinh hoạt dân dụng, thang máy cũng đợc sử dụngrộng rãi ở các nhà làm việc cao tầng, cơ quan, khách sạn Thang máy đã trở thànhmột vấn đề quan trọng trong cạnh tranh xây dựng và chiếm một chi phí tơng đốilớn Trong các hệ thống dịch vụ, bán hàng việc có một thang máy tốt, đẹp, tiện lợi

để phục vụ cũng là một yếu tố thu hút khách hàng

1.2 Phân loại thang máy

Tuỳ thuộc vào các chức năng, thang máy có thể phân loại theo các nhóm sau:

1.2.1 Phân loại theo chức năng

a Thang máy chở ngời

- Thang máy chở ngời trong các nhà cao tầng: Có tốc độ chậm hoặc trungbình, đòi hỏi vận hành êm, yêu cầu an toàn cao và có tính mỹ thuật

- Thang máy dùng trong các bệnh viện: Đảm bảo tuyệt đối an toàn, tối u vềtốc độ di chuyển và có tính u tiên đáp ứng đúng các yêu cầu của bệnh viện

- Thang máy dùng trong các hầm mỏ, xí nghiệp: Đáp ứng đợc các điều kiệnlàm việc nặng nề trong công nghiệp nh tác động môi trờng về độ ẩm, nhiệt độ, thờigian làm việc, ăn mòn

b Thang máy chở hàng

Đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, ngoài ra nó còn đợc dùng trong nhà

ăn, th viện Loại này có đòi hỏi cao về việc dừng chính xác buồng thang để đảmbảo hàng hoá lên xuống dễ dàng, tăng năng suất lao động

1.2.2 Phân loại theo tốc độ di chuyển

- Thang máy tốc độ chậm v = 0,5 m/s: Hệ truyền động buồng thang thờng sửdụng động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc hoặc dây quấn, yêu cầu về dừng chínhxác không cao

- Thang máy tốc độ trung bình v = (0,75  1,5) m/s: Thờng sử dụng trong cácnhà cao tầng, hệ truyền động buồng thang là truyền động một chiều

- Thang máy cao tốc v = (2,5 5) m/s: Sử dụng hệ truyền động một chiềuhoặc truyền động bộ biến tần - động cơ xoay chiều ba pha, hệ thống điều khiển sửdụng các phần tử cảm biến phi tiếp điểm, các phần tử điều khiển lôgic, các vi mạch

cỡ lớn lập trình đợc hoặc các bộ vi xử lý

1.2.3 Phân loại theo trọng tải

- Thang máy loại nhỏ Q < 160kG

- Thang máy trung bình Q = 500  200kG

- Thang máy loại lớn Q > 2000 kG

1.3 Kết cấu của thang máy

Kết cấu, sơ đồ bố trí thiết bị của thang máy giới thiệu trên hình 1-1

Hố giếng của thang máy 11 là khoảng không gian từ mặt bằng sàn tầng 1 cho

đến đáy giếng Nếu hố giếng có độ sâu hơn 2 mét thì phải làm thêm cửa ra vào Đểnâng- hạ buồng thang, ngời ta dùng động cơ 6 Động cơ 6 đợc nối trực tiếp với cơcấu nâng hoặc qua hộp giảm tốc Nếu nối trực tiếp, buồng thang máy đợc nâng quapuli quấn cáp Nếu nối gián tiếp thì giữa puli cuốn cáp và động cơ có nắp hộp giảmtốc 5 với tỷ số truyền i = 18  120

Cabin 1 đợc treo lên puli quấn cáp bằng kim loại 8 (thờng dùng 1 đến 4 sợicáp) Buồng thang luôn đợc giữ theo phơng thẳng đứng nhờ có ray dẫn hớng 3 vànhững con trợt dẫn hớng 2 (con trợt là loại puli trợt có bọc cao su bên ngoài) Đốitrọng di chuyển dọc theo chiều cao của thành giếng theo các thanh dẫn hớng 6

H×nh 1-1: KÕt cÊu c¬ khÝ cña thang m¸y

Chøc n¨ng cña mét sè bé phËn trong thang m¸y

1 Cabin: là một phần tử chấp hành quan trọng nhất trong thang máy , nó sẽ là

nơi chứa hàng , chở ngời đến các tầng , do đó phải đảm bảo các yêu cầu đề ra vềkích thớc, hình dáng , thẩm mỹ và các tiện nghi trong đó

Hoạt động của cabin là chuyển động tịnh tiến lên xuống dựa trên đờng trợt ,

là hệ thống hai dây dẫn hớng nằm trong một phẳng để đảm bảo chuyển động êmnhẹ , chính xác không dung dật trong cabin trong quá trình làm việc Để đảm bảocho cabin hoạt động đều cả trong quá trình lên và xuống , có tải hay không có tảingời ta xử dụng một đối trọng có chuyển động tịnh tiến trên hai thanh khác đồngphẳng giống nh cabin nhng chuyển động ngợc chiều với cabin do cáp đợc vắt quapuli kéo

Do trọng lợng của cabin và trọng lợng của đối trọng đã đợc tính toán tỷ lệ và

kỹ lỡng cho nên mặc dù chỉ vắt qua puli kéo cũng không xảy ra hiện tợng trợt trênpulicabin,hộp giảm tốc đối trọng tạo nên một cơ hệ phối hợp chuyển động nhịpnhàng do phần khác điều chỉnh đó là động cơ

2 Động cơ: là khâu dẫn động hộp giảm tốc theo một vận tốc quy định làm

quay puli kéo cabin lên xuống Động cơ đợc sử dụng trong thang máy là động cơ 3pharôto dây quấn hoặc rôto lồng sóc , vì chế độ làm việc của thang máy là ngắnhạn lặp lại cộng vớiyêu cầu sử dụng tốc độ, momen động cơ theo một dải nào đócho đảm bảo yêu cầu về kinh tế và cảm giác của ngời đi thang máy

Độngcơ là một phần tử quan trọng đợc điều chỉnh phù hợp với yêu cầu nhờmột hệ thống điện tử ở bộ xử lý trung tâm

3 Phanh: là khâu an toàn , nó thực hiện nhiệm vụ giữ cho cabin đứng im ở

các vị trí dừng tầng, khối tác động là hai má phanh sẽ kẹp lấy tang phanh, tangphanh gắn gắn đồng trục với trục động cơ Hoạt động đóng mở của phanh đợc phốihợp nhịp nhàng với quá trình làm việc của đông cơ

4 Động cơ cửa: Là động cơ một chiều hay xoay chiều tạo ra momen mở cửa

cabin kết hợp với mở cửa tầng Khi cabin dừng đúng tầng , rơle thời gian sẽ đóngmạch 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 đóhay ngời kẹp giữa cửa tầng đang đòng thì cửa sẽ mở tự động nhờ bộ phận đặc biệt ở

gờ cửa có găn phản hồi với động cơ qua bộ xử lý trung tâm

5 Cửa: gồm cửa cabin và cửa tầng cửa cabin để khép kín cabin trong quá

trình chuyển động không tạo ra cảm giác chóng mặt cho khachs hàng và ngănkhông cho rơi khỏi cabin bất cứ thứ gì Cửa tầng để che chắn bảo vệ toàn bộ giếngthang và các thiết bọi trong đó Cửa cabin và cửa tầng có khoá tự động để đảm bảo

1 - Puly ma sát

2 - Cáp nâng3- Cabin

Các thiết bị phụ khác: nh quạt gió, chuông điện thoại liên lạc , các chỉ thị sốbáo chiều chuyển động… đợc lắp đặt trong cabin để tạo ra cho khách hàng mộtcảm giác dễ chịu khi đi thang máy

Sơ đồ động của hệ thống:

Trong các thang máy trở ngời, tời dẫn động thờng đợc đặt trên cao và dùngPuly ma sát để dẫn động trong cabin 3 và đối trọng 4 Đối với thang máy có chiềucao nâng lớn trọng lợng cáp nâng tơng đối lớn nên trong sơ đồ động ngời ta treothêm các cáp hoặc xích cân bằng phía dới cabin hoặc đối trọng ( cáp 5 ) Puly masát 1 có các loại rãnh cáp tròn có xẻ dới và rãnh hình thang mỗi sợi cáp riêng biệtvắt qua một rãnh cáp, mỗi rãnh cáp thờng từ ba đến năm rãnh

Đối trọng là bộ phận cân bằng đối với thang máy có chiều cao không lớn ngời

ta thờng chọm đối trọng sao cho trọng lợng của nó cân bằng với trọng lợng ca bin

và một phần tử tải trọngnâng bỏ qua trọng lợng cáp nâng, cáp điện và không dùngcáp và xinh cân bằng.việc trọn các thông số cơ bản của hệ thống cân bằng thì cóthể tiến hành tính lực cáp cân bằng lơns nhất và trọn cáp tính công suát động cơ vàkhả năng kéo của puly ma sát

1.4 Yêu cầu về an toàn trong điều khiển thang máy

Thang máy là thiết bị chuyên dùng để chở ngời, chở hàng từ độ cao này đến

độ cao khác vì vậy trong thang máy, vấn đề an toàn đợc đặt lên hàng đầu Để đảm

1.4.1 Một số thiết bị bảo hiểm cơ khí của thang máy

a Phanh bảo hiểm:

Phanh bảo hiểm giữ buồng thang tại chỗ khi đứt cáp, mất điện và khi tốc độ

Phanh bảo hiểm thờng đợc lắp phía dới buồng thang , gọng kìm 2 trợt theothanh hớng dẫn 1 khi tốc độ của buồng thang bình thờng Nằm giữa hai cánh tay

đòn của kìm có nêm 5 gắn với hệ truyển động bánh vít - trục vít 4 Hệ truyền độngtrục vít có hai loại ren: ren phải và ren trái

Hình 1.2 Phanh bảo hiểm kiểu kìm

Cùng với kết cấu của phanh bảo hiểm, buồng thang có trang bị thêm cơ cấuhạn chế tốc độ kiểu ly tâm Khi tốc độ chuyển của buồng thang tăng, cơ cấu đaitruyền 3 sẽ làm cho thang 4 quay và kìm 5 sẽ ép chặt buồng thang vào thanh dẫn h-ớng và hạn chế tốc độ của buồng thang

b Bộ hạn chế tốc độ kiểu vòng cáp kín:

Bộ hạn chế tốc độ đợc đặt ở đỉnh thang và đợc điều khiểnt bởi một vòng cápkín truyền từ buồng thang qua puli của bộ điều tốc vòng xuống dới một puli cố

định ở đáy giếng thang Cáp này chuyển động với tốc độ bằng tốc độ của buồngthang và đợc liên kết với các thiết bị an toàn Khi tốc độ của Cabin vợt quá giá trịcực đại cho phép, thiết bị kéo cáp do bộ điều tốc điều khiển sẽ giữ vòng cáp của bộ

điều tốc, cáp bị tác dụng của một lực kéo Lực này sẽ tác động vào thiết bị an toàncho buồng thang nh ngắt mạch điện động cơ, đa thiết bị chống rơi vào làm việc

Nguyên lý làm việc của bộ hạn chế tốc độ đợc minh hoạ trên hình 2-2

Cáp 2 treo vòng qua puli 1, puli 1 quay đợc là nhờ chuyển động của cáp quaròng rọc cố định 9 Ròng rọc này dẫn hớng cho cáp Trờng hợp cáp bị đứt hay bị tr-

ợt thì vận tốc Cabin tăng lên, puli 1 cũng quay nhanh lên vì dây cáp chuyển độngcùng với Cabin Đến một mức độ nào đó lực ly tâm sẽ làm văng quả văng 3 đập vàocam 4 Cam 4 tác động vào công tắc điện 10 làm cho động cơ dừng lại Mặt khác,cam 4 đẩy má phanh 6 kẹp chặt cáp lại Trong khi đó Cabin vẫn rơi xuống và cáp 2

sẽ kéo thanh đòn bẩy 8 (gắn vào Cabin) làm cho bộ chống rơi làm việc

Tốc độ Cabin mà tại đó bộ điều tốc bắt đầu hoạt động gọi là tốc độ nhả Theokinh nghiệm tốc nhả thờng bằng 1/4 lần tốc độ vận hành bình thờng của thang

1.4.2 Các tín hiệu bảo vệ và báo sự cố

Ngoài các bộ hạn chế tốc độ và phanh ngời ta còn đặt các tín hiệu bảo vệ và hệthống báo sự cố Mục đích là để đảm bảo an toàn cho thang máy và giúp ngời kỹ sbảo dỡng thấy đợc thiết bị khống chế tự động đã bị hỏng, cần đợc kiểm tra trớc khithang đợc tiếp tục đa vào hoạt động

Trong quá trình thang vận hành phải đảm bảo thang không đợc vợt quá giớihạn chuyển động trên và giới hạn chuyển động dới Điều này có nghĩa là khi thang

đã lên tới tầng cao nhất thì mọi chuyển động đi lên là không cho phép, còn khithang đã xuống dới tầng 1 thì chỉ có thể chuyển động đi lên Để thực hiện điều nàyngời ta lắp thêm các thiết bị khống chế dừng tự động ở đỉnh và đáy thang Các thiết

Hình 1.3: Nguyên lý làm việc của bộ hạn chế tốc độ

 Để dừng thang trong những trờng hợp khẩn cấp và để buồng thang không bị

va đập mạnh ngời ta còn sử dụng các bộ đệm sử dụng lò xo hay dầu đặt ở đáythang

 Việc đóng mở cửa thang hay cửa tầng chỉ đợc thực hiện tại tầng nơi buồngthang dừng và khi buồng thang đã dừng chính xác

 Khi có ngời trong Cabin và chuẩn bị đóng cửa Cabin tự động phải có tín hiệubáo sắp đóng cửa Cabin

1.4.3 Dừng chính xác buồng thang

Buồng thang của thang máy cần phải dùng chính xác so với mặt bằng củatầng cần dừng sau khi đã ấn nút dừng Nếu buồng thang dừng không chính xác sẽgây ra các hiện tợng sau:

 Đối với thang máy chở khách, làm cho hành khách ra, vào khó khăn, tăngthời gian ra, vào của hành khách, dẫn đến giảm năng xuất

 Đối với thang máy chở hàng, gây khó khăn cho việc bốc xếp và bốc dỡ hàng.Trong một số trờng hợp có thể không thực hiện đợc việc xếp và bốc dỡ hàng

Để khắc phục hậu quả đó, có thể ấn nhắp nút bấm để đạt đựơc độ chính xáckhi dừng, nhng sẽ dẫn đến các vấn đề không mong muốn sau:

 Hỏng thiết bị điều khiển

 Gây tổn thất năng lợng

 Gây hỏng hóc các thiết bị cơ khí

 Tăng thời gian từ lúc hãm đến dừng

Để dừng chính xác buồng thang, cần tính đến một nửa hiệu số của hai quãng

đờng trợt khi phanh buồng thang đầy tải và phanh buồng thang không tải theo cùngmột hớng di chuyển Các yếu tố ảnh hởng đến dừng chính xác buồng thang baogồm: mômen cơ cấu phanh, mômen quán tính của buồng thang, tốc độ khi bắt đầuhãm và một số yếu tố phụ khác

Quá trình hãm buồng thang xảy ra nh sau: Khi buồng thang đi đến gần sàntầng, công tắc chuyển đổi tầng cấp lệnh cho hệ thống điều khiển động cơ để dừngbuồng thang Trong quãng thời gian t (thời gian tác động của thiết bị điềukhiển), buồng thang đi đợc quãng đờng là:

S' =v0 t , [m] (1-1)Trong đó: v0 - Tốc độ lúc bắt đầu hãm, [m/s]

Khi cơ cấu phanh tác động là quá trình hãm buồng thang Trong thời gian này,buồng thang đi đợc một quãng đờng S''

0 - tốc độ quay của động cơ lúc bắt đầu phanh, [rad/s]

D - đờng kính puli kéo cáp [m]





(1-4) Công tắc chuyển đổi tầng đặt cách sàn tầng một khoảng cách nào đó làm saocho buồng thang nằm ở giữa hiệu hai quãng đờng trợt khi phanh đầy tải và khôngtải

Sai số lớn nhất (độ dừng không chính xác lớn nhất) là:

S S2  S1

Trong đó: S1 - quãng đờng trợt nhỏ nhất của buồng thang khi phanh

S2 - quãng đờng trợt lớn nhất của buồng thang khi phanh xem hình 1-3

Bảng 1-1đa ra các tham số của các hệ truyền động với độ không chính xáckhi dừng s

Bảng 1-1

Hệ truyền động điện

Phạm vi

điều chỉnh tốc độ

Tốc độ di chuyển [m/s]

Gia tốc [m/s 2 ]

Độ không chính xác khi dừng [mm]

Một trong những điều kiện cơ bản đối với hệ truyền động thang máy là phải

đảm bảo cho buồng thang chuyển động êm Việc buồng thang chuyền động êm hay

không lại phụ thuộc vào gia tốc khi mở máy và hãm máy Các tham số chính đặc

tr-ng cho chế độ là việc của thatr-ng máy là: tốc độ di chuyển v[m/s], gia tốc a [m/s2] và

Tốc độ di chuyển trung bình của thang máy có thể tăng bằng cách thời gian

mở máy và hãm máy, có nghĩa là tăng gia tốc Nhng khi gia tốc lớn sẽ gây ra cảmgiác khó chịu cho hành khách (nh chóng mặt, sợ hãi, nghẹt thở v v ) Bởi vậy giatốc tối u là a < 2m / s2

Gia tốc tối u đảm bảo năng suất cao, không gây cảm giác khó chịu cho hànhkhách, đợc đa ra trong bảng 2-2

Gia tốc tính toán trung bình (m/s 2 ) 0,5 0,8 0,8 1 1 1,5

Một đại lợng quyết định sự di chuyển êm của buồng thang là tốc độ tăng củagia tốc khi mở máy và tốc độ giảm của gia tốc khi hãm máy Nói một cách khác,

đó là độ dật (đạo hàm bậc nhất của gia tốc  

) Khi gia tốc a < 2m / s2 thì độ dật không quá 20m/s3

Biểu đồ làm việc tối u của thang máy tốc độ trung bình và tốc độ cao biểudiễn trên hình 1-5

Biểu đồ này có thể chia ra 5 giai đoạn theo tính chất thay đổi tốc độ của buồngthang: mở máy, chế độ ổn định, hãm xuống tốc độ thấp, buồng thang đến tầng vàhãm dừng

Mức đặt

cảm biến dòng

Biểu đồ tối u hình 2-4 sẽ đạt đợc nếu dùng hệ truyền động một chiều (F-Đ).Nếu dùng hệ chuyển động xoay chiều với động cơ không đồng bộ hai cấp tốc độ,biểu đồ chỉ đạt gần giống biểu đồ tối u

Đối với thang máy chạy chậm, biểu đồ chỉ có 3 giai đoạn: Mở máy chế độ ổn

định và hãm dừng

Biểu đồ tối u hình 2-4 sẽ đạt đợc nếu dùng hệ truyền động một chiều (F-Đ).Nếu dùng hệ chuyển động xoay chiều với động cơ không đồng bộ hai cấp tốc độ,biểu đồ chỉ đạt gần giống biểu đồ tối u

Đối với thang máy chạy chậm, biểu đồ chỉ có 3 giai đoạn: Mở máy chế độ ổn

định và hãm dừng

Hình 1-5 Các đờng cong biểu diễn sự phụ thuộc của quãng đờng S, tốc độ v , gia tốc

a và độ dật  theo thời gian.

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CễNG SUẤT ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG

I Tớnh chọn biến tần và cụng suất động cơ

Để chọn được cụng suất động cơ truyền động thang mỏy cần cú cỏc điềukiện và tham số sau:

- Sơ đồ động học của thang mỏy

- Tốc độ và gia tốc lớn nhất cho phộp

- Tải trọng

- Trọng lượng buồng thang

 Công suất tĩnh của động cơ khi nâng tải không dùng đối trọng được tính theocông thức :

3 ( bt ) .10

Gbt : Khối lượng buồng thang (kg)

G : Khối lượng tải (kg)

v : Vận tốc nâng (m/s), chọn v = 1 (m/s)

g : Gia tốc trọng trường (m/s2), chọn g = 9,8 (m/s2)

 : Hiệu suất của cơ cấu nâng ( 0,5  0,8) , chọn  = 0,8

Vì thang máy có đối trọng, nên tính toán đối trọng phù hợp là cầnthiết Tuy nhiên trong thực tế đối trọng có thể thay đổi được trong quá trìnhchạy thử thang máy Vì vậy, việc tính đối trọng sau đây cần thiết cho tínhchọn thiết bị

Khối lượng của đối trọng:

250 0,6.1000 850( )

b

t t đ

Gđt : Khối lượng đối trọng(kg)

 : Hệ số cân bằng ( 0,3 0,6), đối với thang máy chở hàng  = 0,5

Khi có đối trọng công suất tĩnh của động cơ lúc nâng tải được tính theo công thức sau:

3

3

1 [( ) ] .10

1 [(250 1000) 850.0,8].1.1, 2.9,8.10

1 [(250 1000).0,8 9250 ].2,5.1, 2.9,8.10

0,8 60,6( )

Pcn : Công suất tĩnh của động cơ khi nâng tải có đối trọng

Pch : Công suất tĩnh của động cơ khi hạ tải có đối trọng

- Với chiều cao trần nhà = 4,5m.

1 Momen nâng và monen hạ tải

a Momen nâng tải

.

dm bt dt n

Gbt: Trọng lượng buồng thang (kg)

Gđt: Trọng lượng đối trọng (kg)

u : bội số hệ thống ròng rọc ; chọn u =1

i : Tỉ số truyền; ta có

2

Rn i

v u



 R: bán kính puli dẫn động

Động cơ dự tính chọn có ndm = 905 v/ph = 15,08 v/s

Vậy

2.3,14.0, 225.15,08

21 1.1

dm bt dt h

Giả thiết quảng đường đi từ khi gặp sensor giảm tốc đến khi dừng là sd = 0,45 (m)

lv

s

Giả sử thang máy từ khi giảm tốc đến khi gặp sensor dừng chuyển động chậm đầnđều với tốc độ giật bằng không và quảng đường hãm là 0,045 (m), vận tốc giảmxuống còn 0,2 (m/s)

t =

0,045

0, 45

0, 2 0 2



(s)Vậy thời gian hãm phanh và phanh cơ khí để thang máy dừng hẳn là:

.

n

i i i

dt

i

M t M

60 .

93,37 9,55 9,55.2

t



  Trong đó: tilv là khoảng thời gian làm việc

ting là khoảng thời gian nghỉ

TĐ% =

2.4.5,57

.100% 42%

2.4.5,57 2.5.5 10   Trong thực tế động cơ dùng cho cầu trục, máy nâng hạ thường có hệ số tiếp điện TĐ% = 25%, vì vậy ta quy đổi công suất động cơ về loại có TĐ% = 25%

P =

%

%

42 4,042 5,3

25

th t

d c t

Rst = 0,685 (Ω))

Xst = 0,733 (Ω))

Trong thang máy có thể sử dụng các hệ truyền động sau:

+ Hệ truyền động một chiều máy phát - động cơ

+ Hệ truyền động Tiristo - động cơ một chiều có đảo chiều

- Ưu điểm:

+ Cú thể thay đổi được cỏc thụng số thụng qua việc lập trỡnh cho biến tần.+ Cú khả năng thay đổi thời gian khởi động thụng qua việc lập trỡnh cho biếntần

+ Cú khả năng thay đổi thời gian khởi động, thời gian hóm một cỏch mềm mại

để giảm độ dật cho buồng thang, điều khiển tốc độ mềm hoàn toàn

+ Cú khả năng giữ độ cứng cơ của động cơ tốt, dễ vận hành và bảo dưỡng

Để đỏp ứng cỏc yờu cầu của hệ truyền động thang mỏy ,thường người taphải sử dụng cỏc hờ truyền động điểu chỉnh tốc độ thuận lợi,đảo chiều nhanh,đặctớnh quỏ độ tốt…Tuy nhiờn tựy thuộc mức độ hiện đại của thang,mụi trường làmviệc của thang mỏy mà người ta cú thể sử dụng một trong cỏc hệ truyền động sau :

1.1 Truyền động bằng động cơ xoay chiều điều khiển bằng rơ le công tắc tơ

Hệ này cú ưu điểm là khỏ đơn giản,giỏ thành hạ nhưng cú nhược điểm làkhụng đỏp ứng được biều đồ tốc độ tốt nhất của buồng thang,làm việc khụng thậttin cậy,vỡ tuổi thọ đúng cắt rơ le,cụng tắc tơ thấp

1.2 Truyền động bằng động cơ xoay chiều, điều khiển bằng bộ biến tần bán dẫn

Hệ thống này làm việc rất tin cậy vỡ khụng cú tiếp điểm và cú thể điều khiểntốc độ động cơ để đạt được biều đồ tốc độ tốt nhất của buồng thang

Thường dựng trong thang mỏy chạy nhanh và hiện đại

1.3 Hệ truyền động dựng hệ thống máy phát - động cơ một chiều

Hệ F-Đ cú nhiều ưu điểm thớch hợp với truyền động thang mỏy là khả năngquỏ tải lớn,dễ điều chỉnh tốc độ,làm việc ổn định với phạm vi biến đổi lớn của phụtải,chuyển đổi chế độ làm việc linh hoạt,dễ dàng,dễ dàng điều chỉnh tốc độ để đạtđược đồ thị tốc độ tối ưu

Thường được dựng trong cỏc thang mỏy cú cụng suất lớn,tốc độ cao trong cỏc nhà cao tầng,mật độ người đi lại cao

1.4 Hệ truyền động thirirtor - động cơ một chiều điều khiển bằng thiết bị bán dẫn.

So với hệ thống F-Đ thỡ hệ thống này sử dụng ớt thiết bị hơn,giỏ thành rẻ kớchthước gọn nhẹ,hiệu suất cao.Tuy nhiờn quỏ trỡnh chuyển đổi chế độ làm việc phứctạp hơn,khi làm việc với phụ tải nhỏ thỡ đặc tớnh làm việc khụng tốt.Được dựngtrong thang mỏy cao tốc

1.5 Sử dụng truyền động máy phát động cơ bằng điều khiển lập trình PLC

PLC (Program mable Logic Controler - Bộ điều khiển lập trỡnh): Thực chất

là một mỏy tớmh cụng nghiệp đặt tại dõy truyền sản xuất Hiện nay PLC khụngnhững tớn hiệu logic mà cũn xử lý những tớn hiệu analog (tương tự) thực hiện cỏcluật điều khiển trong cỏc bộ điều chỉnh tự động PI, PID, Fuzzy hoặc cỏc mạchvũng điều khiển như mạch vũng tốc độ, mạch vũng vị trớ

Hệ thống điều khiển là tập hợp cỏc dụng cụ thiết bị điện tử được dựng ởnhững hệ thống cần đảm bảo tớnh ổn định, sự chớnh xỏc, sự chỉnh đổi nhịp nhàngcủa một quy trỡnh hoặc một hoạt động sản xuất Nú thực hiện bất cứ yờu cầu nàocủa dụng cụ từ cung cấp năng lượng đến một thiết bị bỏn dẫn.Với những thành quảcủa sự phỏt triển nhanh chúng của cụng nghệ thỡ việc điều khiển những hệ thốngphức tạp sẽ được thực hiện bởi hệ thống tự động hoỏ hoàn toàn đú là PLC

Trong một hệ thống điều khiển tự động PLC được xem như là bộ nóo của hệthống điều khiển Với một chương trỡnh cụ thể ( đó được lưu trong bộ nhớ củaPLC) thỡ PLC liờn tục kiểm tra trạng thỏi của hệ thống bao gồm:

- Kiểm tra tín hiệu phản hồi từ các thiết bị nhập

- Dựa vào chương trình logic để xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu

PLC được dùng để kiểm tra hệ thống từ đơn giản đến phức tạp hoặc ta có thểkết hợp chúng với nhau thành một mạng truyền thông có thể điều khiển một quátrình phức tạp

Hoạt động của PLC là kiểm tra tất cả các trạng thái tín hiệu ở ngõ vào đưa về

từ quá trình điều khiển, thực hiện logic được lập trình trong chương trình và kích ratín hiệu điều khiển ở các đầu ra cho các thiết bị bên ngoài tương ứng Với cácmạch giao tiếp chuẩn ở khối vào/ra PLC cho phép nó kết nối trực tiếp với những

cơ cấu tác động có công suất nhỏ ở các cổng ra và những mạch chuyển đổi tín hiệu

ở các cổng vào mà không cần có các mạch giao tiếp, các rơle trung gian Tuy nhiênkhi PLC điều khiển những thiết bị có công suất lớn thì cần phải có các mạch điện

tử công suất trung gian

Mọi hoạt động xử lý tín hiệu bên trong PLC có mức điện áp 5VDC và15VDC ( điện áp cho TTL và CMOS ) trong khi tín hiệu điều khiển bên ngoài cóthể lớn hơn nhiều thường là 24VDC đến 240VDC với dòng lớn

Khối vào/ra có vai trò là mạch giao tiếp giữa các vi mạch điện tử của PLC vớicác mạch công suất lớn bên ngoài kích hoạt các cơ cấu tác động, nó thực hiện sựchuyển đổi các mức điện áp tín hiệu và cách ly Tuy nhiên khối vào/ra cho phép

PLC kết nối trực tiếp với cỏc cơ cấu tỏc động cú cụng suất nhỏ, dũng nhỏ cỡ 2Atrở xuống khụng cần cỏc mạch cụng suất trung gian hay cỏc rơle trung gian

Hỡnh 3.2 : Mụ hỡnh thang mỏy c a cụng ty thyssen Kruppủa cụng ty thyssen Krupp

+ Tất cả cỏc loại cổng vào đều được cỏch ly với cỏc tớn hiệu điều khiển bờnngoài bằng mạch cỏch ly quang ( opto - isolator )

+ Mạch cỏch ly quang dựng một điụt phỏt quang và một tranzitor gọi là bộopot - coupler Mạch này cho phộp cỏc tớn hiệu nhỏ đi qua và gim cỏc tớn hiệu điện

ỏp xuống mức điện ỏp chuẩn Mạch này cú tỏc dụng chống nhiễu khi chuyển cỏccụng tắc bảo vệ quỏ ỏp từ điện cấp, thường lờn đến 1500V

2 Truyền động cho thang mỏy

Truyền động chính cho cầu thang máy là truyền động nâng hạ buồng thang.Muốn cho buồng thang di chuyển đợc chúng ta dùng một động cơ kéo chuyển

độmg qua dây cáp ở sau động cơ có một hộp điều tốc để điều chỉnh tôc độ cho

PL