1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Xây dựng bộ điều khiển thang máy 3 tầng sử dụng PLC và giám sát qua giao diện Wincc

68 461 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Xây dựng bộ điều khiển thang máy 3 tầng sử dụng PLC và giám sát qua giao diện Wincc
Tác giả Vũ Hoàng Hải
Người hướng dẫn Th.s Vũ Thạch Dương
Trường học Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Và Truyền Thông
Chuyên ngành Công Nghệ Tự Động Hóa
Thể loại Báo cáo thực tập chuyên ngành
Năm xuất bản 2020
Thành phố Thái Nguyên
Định dạng
Số trang 68
Dung lượng 5,21 MB

Cấu trúc

  • LỜI NÓI ĐẦU

  • DANH MỤC HÌNH ẢNH

  • CHƯƠNG I : TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

    • 1.1. Phân tích yêu cầu công nghệ của hệ thống

      • 1.1.1. Giới thiệu chung về thang máy

      • 1.1.2. Chức năng của các bộ phận dùng trong thang máy

        • a. Cabin:

        • b. Động cơ:

        • c. Phanh điện từ:

        • d. Động cơ mở cửa:

        • e. Cửa:

        • g. Cảm biến dùng trong thang máy:

      • 1.1.3. Phân tích yêu cầu công nghệ

    • 1.2. Lựa chọn phương án thực hiện

      • 1.2.1. Phương án hoạt động của thang máy

      • 1.2.2. Lựa chọn các thiết bị điện

        • 1.2.2.1. Mạch điều khiển hệ thống thang máy

        • 1.2.2.2. Biến tần

        • 1.2.2.3. Động cơ truyền động cho các hệ thống

        • 1.2.2.3. Cảm biến

        • 1.2.2.4. Nút ấn

        • 1.2.2.5. Các bộ phận khác của thang máy

  • CHƯƠNG II : PHÂN TÍCH CHỌN BIẾN VÀO/RA, MÔ TẢ HỆ THỐNG, THIẾT KẾ HÀM LOGIC

    • 2.1. Phân tích chọn biến vào ra

      • 2.1.1. Đầu vào

      • 2.1.2. Đầu ra

    • 2.2. Mô tả hệ thống và thiết kế hàm logic

  • CHƯƠNG III : PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PLC, ĐẶT ĐỊA CHỈ VÀ THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

    • 3.1. Phân tích lựa chọn PLC

      • 3.1.1. Giới thiệu về PLC

      • 3.1.2. Phân tích PLC

      • 3.1.3. Giới thiệu phần cứng của PLC S7 300

      • 3.1.4. Các thông số của PLC SIEMENS CPU314 IFM 6ES7 314-5AE01

      • 3.1.5. Module mở rộng

    • 3.2. Đặt địa chỉ cho các biến vào ra của hệ

      • 3.2.1. Đầu vào

      • 3.2.2. Đầu ra

      • 3.2.3. Biến trung gian và biến thời gian

  • CHƯƠNG IV : XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY 3 TẦNG SỬ DỤNG PLC VÀ GIÁM SÁT QUA GIAO DIỆN WINCC

    • 4.1. Thiết kế sơ đồ nguyên lí

      • 4.1.1. Nguồn điện cung cấp cho hệ

      • 4.1.2 Sơ đồ nguyên lí

      • 4.1.3. Đấu nối và cài đặt thông số cho biến tần

        • 4.1.3.1. Đấu nối biến tần

        • 4.1.3.2 Cài đặt thông số cho biến tần

    • 4.2. Nguyên lí làm việc

    • 4.3. Lưu đồ thuật toán

      • 4.3.1. Lưu đồ thuật toán điều khiển buồng thang (cabin)

      • 4.3.2. Lưu đồ thuật toán điều khiển cửa buồng thang (cửa cabin)

    • 4.4. Kiểm tra và đánh giá hệ thống

    • 4.5. Thử nghiệm trên mô phỏng

  • TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nội dung

PHÂN TÍCH CHỌN BIẾN VÀO/RA, MÔ TẢ HỆ THỐNG, THIẾT KẾ HÀM LOGIC

Phân tích chọn biến vào ra

Từ phân tích yêu cầu công nghệ hệ thống trong mục 1.1.3, ta xác định hệ thống gồm các biến sau:

Trạng thái không tác động

1 Nút bấm chọn tầng 1 Bấm nút = 1 0

2 Nút bấm chọn tầng 2 Bấm nút = 1 0

3 Nút bấm chọn tầng 3 Bấm nút = 1 0

4 Công tắc hành trình mở hết cửa Mở hết cửa = 1 0

5 Công tắc hành trình đóng hết cửa Đóng hết cửa = 1 0

6 Cảm biến sàn tầng 1 Đến sàn tầng 1 =

7 Cảm biến trần tầng 1 Đến trần tầng 1

8 Cảm biến sàn tầng 2 Đến sàn tầng 2 =

9 Cảm biến trần tầng 2 Đến trần tầng 2

0 Cảm biến sàn tầng 3 Đến sàn tầng 3 =

1 Cảm biến trần tầng 3 Đến trần tầng 3

2 Cảm biến quang gắn tại cửa Có vật cản = 1 0

3 Nút bấm gọi đi lên tại tầng 1 Bấm nút = 1 0

4 Nút bấm gọi đi lên tại tầng 2 Bấm nút = 1 0

1 Nút bấm gọi đi xuống tại Bấm nút = 1 0

Nút bấm gọi đi xuống tại tầng 3 Bấm nút = 1 0

7 Thời gian 1 = 2s Khi T ≥ 4S thì T bit = 1

9 Thời gian 3 = 5s Khi T ≥ 5S thì T bit = 1

0 Cảm biến khối lượng Vượt quá khối lượng=1 0

1 Nút bấm mở cửa nhanh Bấm nút = 1 0

2 Nút bấm đóng cửa nhanh Bấm nút = 1 0

TT Tên biến Trang thái tác động = 1

Trạng thái không tác động = 0

1 Tín hiệu tác động đưa động cơ kéo cabin đi lên chậm (chạy thuận) Đưa cabin lên chậm Dừng động cơ

2 Tín hiệu tác động đưa động cơ kéo cabin đi lên nhanh (chạy thuận) Đưa cabin lên nhanh Dừng động cơ

3 Tín hiệu tác động đưa động cơ kéo cabin đi xuống chậm (chạy ngược) Đưa cabin xuống chậm Dừng động cơ

4 Tín hiệu tác động đưa động cơ kéo cabin đi xuống nhanh (chạy ngược) Đưa cabin xuống nhanh Dừng động cơ

5 Động cơ cửa cabin (chạy thuận) Mở cửa cabin Dừng động cơ

6 Động cơ cửa cabin (chạy ngược) Đóng cửa cabin Dừng động cơ

7 Đèn báo vị trí tầng 1 Đèn sáng Đèn tắt

8 Đèn báo vị trí tầng 2 Đèn sáng Đèn tắt

9 Đèn báo vị trí tầng 3 Đèn sáng Đèn tắt 1

0 Đèn báo đi lên Đèn sáng Đèn tắt

1 Đèn báo đi xuống Đèn sáng Đèn tắt

2 Đèn báo quá tải Đèn sáng Đèn tắt

3 Đèn báo chọn tầng 1 Đèn sáng Đèn tắt

4 Đèn báo chọn tầng 2 Đèn sáng Đèn tắt

5 Đèn báo chọn tầng 3 Đèn sáng Đèn tắt

6 Đèn báo gọi tầng 1 Đèn sáng Đèn tắt

7 Đèn báo gọi tầng 2 đi lên Đèn sáng Đèn tắt

8 Đèn báo gọi tầng 2 đi xuống Đèn sáng Đèn tắt

9 Đèn báo gọi tầng 3 Đèn sáng Đèn tắt

Mô tả hệ thống và thiết kế hàm logic

a) Hệ thống điều khiển buồng thang (cabin)

Hình 2.2a: Hệ thống động cơ máy kéo buồng thang (cabin)

A: nhớ vị trí tầng 1 L1: động cơ máy kéo cabin quay thuận chậm B: nhớ vị trí tầng 2 L2: động cơ máy kéo cabin quay thuận nhanh C: nhớ vị trí tầng 3 X1: động cơ máy kéo cabin quay ngược chậm DCM: giới hạn đóng cửa X2: động cơ máy kéo cabin quay ngược nhanh MCM: giới hạn mở cửa W: đèn báo thang máy quá tải G: cảm biến khối lượng M1: động cơ cửa quay thuận

(mở) A1: cản biến sàn tầng 1 M2: động cơ cửa quay ngược

(đóng) A2: cảm biến trần tầng 1

T1: thời gian 1 D1: biến nhớ đến tầng 1

UTL: biến nhớ ưu tiên thang máy đi lên UTX: biến nhớ ưu tiên thang máy đi xuống

- Trạng thái 0 chuyển sang trạng thái 1 chỉ khi các điều kiện sau cùng đúng

1 Cửa cabin được đóng hoàn thoàn (DCM=1)

2 Cabin không vượt quá khối lượng cho phép (G=0)

+ Nếu thang máy đang ở tầng 1 ( A=1) thì phải có lệnh gọi lên tầng 2 (D2

= 1) hoặc tầng 3 (D3 = 1), lúc này đã có nhớ ưu tiên thang máy đi lên (UTL=1).

+ Nếu thang máy đang ở tầng 2 ( B=1) thì phải có nhớ thang máy ưu tiên đi lên và có lệnh gọi lên tầng 3 (D3 = 1).

- Trạng thái 1 chuyển sang trạng thái 2 sau 1 khoảng thời gian đặt là 2s (T1

- Trạng thái 2 chuyển sang trạng thái 3 khi có các điều kiện sau

+ Có lệnh gọi lên tầng 2 (D2=1) và cảm biến sản tầng 2 tác động (B1 = 1) + Có lệnh gọi lên tầng 3 (D3=1) và cảm biến sản tầng 3 tác động (C1 = 1)

- Trạng thái 3 chuyển sang trạng thái 0 khi có các điều kiện sau

+ 2 cảm biến xác định vị trí tầng 2 cùng tác động ( B1 = B2 =1)

+ 2 cảm biến xác định vị trí tầng 3 cùng tác động ( C1 = C2 =1)

- Trạng thái 0 chuyển sang trạng thái 4 chỉ khi các điều kiện sau cùng đúng

1 Cửa cabin đã được đóng hoàn toàn (DCM=1)

2 Cabin không vượt quá khối lượng cho phép (G =0)

+ Nếu thang máy đang ở tầng 3 ( C=1) thì phải có lệnh gọi đến tầng 2 (D2 = 1) hoặc tầng 1 (D1 = 1), lúc này đã có nhớ ưu tiên thang máy đi xuống

+ Nếu thang máy đang ở tầng 2 ( B=1) thì phải có nhớ thang máy ưu tiên đi xuống và có lệnh gọi đến tầng 1 (D1 = 1)

- Trạng thái 4 chuyển sang trạng thái 5 sau 1 khoảng thời gian đặt là 2s (T1=1)

- Trạng thái 5 chuyển sang trạng thái 6 khi có các điều kiện sau

+ Có lệnh gọi đến tầng 2 (D2=1) và cảm biến trần tầng 2 tác động (B2 1)

+ Có lệnh gọi đến tầng 1 (D1=1) và cảm biến trần tầng 1 tác động (A2=1)

Trạng thái 6 sẽ chuyển sang trạng thái 0 khi có hai điều kiện được đáp ứng: đầu tiên, cả hai cảm biến xác định vị trí tầng 2 đều tác động (B1 = B2 = 1); thứ hai, cả hai cảm biến xác định vị trí tầng 1 cũng phải tác động (A1 = A2 = 1).

- Trạng thái 0 chuyển sang trạng thái 7 khi cabin quá tải (G =1) b) Hệ thống điều khiển động cơ cửa buồng thang (cửa cabin)

Hình 2.2b: Hệ thống động cơ cửa buồng thang (cửa cabin)

A: nhớ vị trí tầng 1 M1: động cơ cửa cabin quay thuận B: nhớ vị trí tầng 2 M2: động cơ cửa cabin quay ngược C: nhớ vị trí tầng 3

Để gọi thang máy đến các tầng, bạn cần nhớ lệnh gọi thang máy cho từng tầng: tầng 1, tầng 2 và tầng 3 Đồng thời, công tắc hành trình đóng cửa cabin (MCM) và cảm biến khối lượng (G) cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình hoạt động của thang máy Thời gian đặt cho các lệnh gọi là 10 giây (T2).

T3: thời gian đặt 3 = 5s L: biến báo thang máy đang đi lên

X: biến báo thang máy đang đi xuống DCM:công tắc hành trình giới hạn đóng cửa CBQ: cảm biến quang (cửa)

NMC: biến nhớ mở cửa cabin nhanh NDC: biến nhớ đóng cửa cabin nhanh

- Trạng thái 0 sang trạng thái 1 khi các điều kiện sau cùng đúng

1 Thang máy ở trạng thái dừng ( L = X = 0 )

2 Thang máy ở vị trí tầng 1 và có lệnh gọi/chọn tầng 1 hoặc Thang máy ở vị trí tầng 2 và có lệnh gọi/chọn tầng 2 hoặc Thang máy ở vị trí tầng 3 và có lệnh gọi/chọn tầng 3 hoặc có lệnh yêu cầu mở của nhanh

- Trạng thái 1 sang trạng thái 2 khi công tắc hành trình giới hạn mở cửa tác động (MCM = 1)

- Trạng thái 2 sang trạng thái 3 khi hết thời gian đặt trước là 10s (T2 =1) và cabin không quá tải (G = 0) hoặc là có lệnh yêu cầu đóng cửa nhanh

- Trạng thái 3 sang trạng thái 0 khi công tắc hành trình giới hạn đóng cửa tác động (DCM = 1)

- Trạng thái 3 sang trạng thái 4 khi cảm biến phát hiện có vật cản tại cửa cabin tác động (CBQ =1) hoặc có lệnh yêu cầu mở cửa nhanh

- Trạng thái 4 sang trạng thái 5 khi công tắc hành trình giới hạn mở cửa tác động (MCM = 1)

- Trạng thái 5 sang trạng thái 3 khi hết thời gian đặt trước là 5s (T3 =1) và cabin không quá tải (G = 0) hoặc có lệnh yêu cầu đóng cửa nhanh

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PLC, ĐẶT ĐỊA CHỈ VÀ THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

Phân tích lựa chọn PLC

PLC (Điều khiển Logic Lập trình) là thiết bị lập trình chuyên dụng trong công nghiệp, giúp điều khiển các quy trình xử lý từ đơn giản đến phức tạp Người điều khiển có thể thực hiện nhiều chương trình hoặc sự kiện thông qua các ngõ vào, bộ định thời và bộ đếm Khi một sự kiện được kích hoạt, PLC sẽ phát tín hiệu ON, OFF hoặc chuỗi xung đến các thiết bị bên ngoài Việc thay đổi chương trình trong PLC cho phép thực hiện các chức năng khác nhau trong các môi trường điều khiển đa dạng Hiện nay, nhiều hãng sản xuất PLC nổi tiếng như Siemens, Omron, Mitsubishi, Pesto, Alan Bradley, Schneider, và Hitachi Ngoài PLC, còn có các thiết bị mở rộng như cổng AI (Đầu vào tương tự), DI (Đầu vào số), thiết bị hiển thị và các bộ vào khác.

Khả năng linh hoạt trong lập trình hệ thống cho phép dễ dàng điều chỉnh chương trình khi có sự thay đổi hoặc cải tiến Điều này giúp đáp ứng nhanh chóng các yêu cầu mới và nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống.

+ Cấu trúc dạng Modul cho phép dễ dàng thay thế, tăng khả năng (nối thêm Modul mở rộng vào/ ra) và thêm chức năng (nối thêm Modul chuyên dùng).

+ Khả năng chống nhiễu tốt thích hợp để làm việc trong môi trường công nghiệp.

+ Giao tiếp được với những thiết bị khác như máy tính, màn hình HMI, PLC khác, mạng internet,…

+ Kích thước nhỏ gọn, giảm số lượng dây nối và rơle so với hệ thống cũ. + Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu, dễ học, trực quan.

Để đảm bảo hiệu quả trong quá trình lập trình PLC, yêu cầu người kỹ sư phải có kiến thức chuyên môn vững vàng và tay nghề cao Đồng thời, do giá thành PLC tương đối cao, việc tính toán kỹ lưỡng các đầu vào và đầu ra trước khi lập trình là rất cần thiết để giảm thiểu chi phí.

+ Không thể sửa chữa khi bị hỏng vì thế cần chú ý khi lắp đặt và sử dụng.

3.1.3 Giới thiệu phần cứng của PLC S7 300

Hình 3.1a: PLC SIEMENS CPU314 IFM 6ES7 314-5AE01

Hình 3.1b: Thân PLC S7 300 CPU 314 IFM

- Trên thân PLC S7 300 CPU 314 có 5 phần ta cần quan tâm tới

+ Pin: nuôi bộ nhớ lưu trữ program

+ Cấp nguồn vào: M: nối mát

L+: nối (+) nguồn 24 VDC + Cổng giao tiếp MPI: kết nối với máy tính hoặc thiết bị truyền thông khác

+ Các đèn báo trạng thái:

Trạng thái lỗi SF: báo hiệu PLC bị lỗi Trạng thái Pin BATF

Trạng thái nguồn DC 5V Run: Báo trạng thái đang chạy Stop: Báo trạng thái đang dừng + Công tắc/Cần gạt 3 vị trí chọn chế độ hoạt động cho PLC

3.1.4 Các thông số của PLC SIEMENS CPU314 IFM 6ES7 314-5AE01

+ 4 đầu vào tương tự 12 Bit

+ 1 đầu ra tương tự 12 Bit

+ Có thể thêm vào 31 module mở rộng

Hình 3.1c: Module mở rộng SM323 DI16/DO16x24VDC

- Module mở rộng SM323 bao gồm:

+ Đầu vào gồm có 16 cổng vào số

+ Đầu ra gồm có 16 cổng ra số

Đặt địa chỉ cho các biến vào ra của hệ

Kí hiệu trong Symbol Table Địa chỉ

2 Nút bấm gọi tầng 2 đi lên G2L I0.1

3 Nút bấm gọi tầng 2 đi xuống G2X I0.2

8 Công tắc hành trình giới hạn đóng cửa DCM I0.7

9 Công tắc hành trình giới hạn mở cửa MCM I1.0

0 Cảm biến vật cản (cửa thang máy) CBQ I1.1

8 Nút bấm gọi mở cửa thang máy MC I2.3

9 Nút bấm gọi đóng cửa thang máy DC I2.4

Kí hiệu trong Symbol Table Địa chỉ

1 Đèn báo vị trí tầng 1 LAMP_T1 Q0.0

2 Đèn báo vị trí tầng 2 LAMP_T2 Q0.1

3 Đèn báo vị trí tầng 3 LAMP_T3 Q0.2

4 Đèn nút bấm gọi tầng 1 LAMP_GOI_T1 Q0.3

5 Đèn nút bấm gọi tầng 2 đi lên LAMP_GOI_LEN

6 Đèn nút bấm gọi tầng 2 đi xuống LAMP_GOI_XU

7 Đèn nút bấm gọi tầng 3 LAMP_GOI_T3 Q0.6

8 Đèn chọn tầng 1 LAMP_CHON_T

9 Đèn chọn tầng 2 LAMP_CHON_T

0 Đèn chọn tầng 3 LAMP_CHON_T

1 Đèn báo thang máy đi lên LAMP_LEN Q2.0

2 Đèn báo thang máy đi xuống LAMP_XUONG Q2.1

4 Động cơ máy kéo quay thuận ( đi lên)

5 Động cơ máy kéo quay thuận nhanh

6 Động cơ máy kéo quay ngược (đi xuống)

7 Động cơ máy kéo quay ngược nhanh

8 Động cơ cửa quay thuận ( mở cửa) M1 Q3.0

9 Động cơ cửa quay ngược ( đóng cửa) M2 Q3.1

3.2.3 Biến trung gian và biến thời gian

Kí hiệu trong Symbol Table Địa chỉ

1 Biến nhớ vị trí tầng 1 AA M0.0

2 Biến nhớ vị trí tầng 2 B M0.1

3 Biến nhớ vị trí tầng 3 C M0.2

6 Biến nhớ gọi tầng 1 NGT1 M0.5

7 Biến nhớ gọi tầng 2 đi lên NGT2L M0.6

8 Biến nhớ gọi tầng 2 đi xuống NGT2X M0.7

9 Biến nhớ gọi tầng 3 NGT3 M1.0

0 Biến nhớ chọn tầng 1 NCT1 M1.1

1 Biến nhớ chọn tầng 2 NCT2 M1.2

2 Biến nhớ chọn tầng 3 NCT3 M1.3

6 Trạng thái đầu ( thang máy dừng ) Q0 M2.0

4 Trạng thái ban đầu của thang máy Q00 M3.0

5 Trạng thái thứ 1 của thang máy Q11 M3.1

6 Trạng thái thứ 2 của thang máy Q22 M3.2

7 Trạng thái thứ 3 của thang máy Q33 M3.3

8 Trạng thái thứ 4 của thang máy Q44 M3.4

9 Trạng thái thứ 5 của thang máy Q55 M3.5

0 Biến nhớ mở cửa nhanh NMC M3.6

1 Biến nhớ đóng cửa nhanh NDC M3.7

2 Biến nhớ ưu tiên lên UTL M4.0

3 Biến nhớ ưu tiên xuống UTX M4.1

CHƯƠNG IV : XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY 3 TẦNG SỬ DỤNG PLC VÀ GIÁM SÁT QUA

Thiết kế sơ đồ nguyên lí

4.1.1 Nguồn điện cung cấp cho hệ

- Nguồn điện cung cấp cho động cơ là nguồn điện xoay chiều 3 pha có cấp điện áp là 380V.

- Nguồn cung cấp cho PLC và các đèn báo là nguồn điện xoay chiều 1 pha có cấp điện áp là 220V.

- Nguồn cung cấp cho cảm biến và các nút ấn là nguồn điện 1 chiều 24V

Hình 4.1a: Nguồn điện cung cấp cho hệ

Sơ đồ khối thang máy :

Hình 4.1b: Sơ đồ khối thang máy

SF BATF DC5V FRCE RUN STOP

Hình 4.1c: Sơ đồ nguyên lý hệ thống

Hình 4.1d: Sơ đồ nguyên lý hệ thống

4.1.3 Đấu nối và cài đặt thông số cho biến tần Để điều khiển biến tần em điều khiển thông qua các cổng Digital

- Chân R, S, T : cấp nguồn điện xoay chiều 3 pha

- Chân U, V, W : được đấu với đông cơ xoay chiều 3 pha

- Chân S1, S2 : đấu với PLC lấy tín hiệu điều khiển động cơ quay thuận và ngược

- Chân S4, S5: đấu với PLC lấy tín hiệu từ plc để thay đổi các tốc độ của động cơ

- Chân SC: đấu chung với chân COM của PLC

4.1.3.2 Cài đặt thông số cho biến tần

- n003: cài chế độ 1: điều khiển chạy dừng biến tần từ xa

- n004: cài chế độ 1: thay đổi tần số đặt bằng các cổng Digital

- n024: cài tần số = 10Hz: cài đặt tốc độ ban đầu khi thang máy đi lên và xuống và đóng mở cửa cabin.

- n025: cài tần số = 40Hz: cài đặt tốc độ ổn định khi thang máy đi lên

- n026: cài tần số = 40Hz: cài đặt tốc độ ổn định khi thang máy đi xuống

- n019: đặt thời gian khởi động = 2s

- n020: đặt thời gian hãm dừng = 2s

- n018: đặt đơn vị thời gian : cài thông số = 0

Nguyên lí làm việc

- Khi thang máy bắt đầu hoạt động thì thang máy đang ở vị trí tầng 1 cảm biến tầng 1 tác động (I1.3 = I1.4 = 1) – đèn tầng 1 sáng (Q0.0 =1), cửa đóng (I0.7=1).

Khi người dùng ấn nút gọi tầng 1 (I0.0 = 1), đèn báo tầng 1 sẽ sáng (Q0.3 = 1), và động cơ cửa sẽ quay thuận để mở cửa (Q3.0 = 1) Khi cửa đã mở hoàn toàn (I0.7 = 0), nếu cảm biến xác nhận cửa đã mở hết giới hạn (I1.0 = 1), động cơ cửa sẽ dừng lại (Q3.0 = 0).

- Khi cửa mở ra sau 10s thì cửa tự động đóng lại (Q3.1 =1) – giới hạn mở cửa tắt (I1.0 =0) Sau đó sẽ có thể xuất hiện 2 trường hợp:

- Cửa đóng hết giới hạn đóng cửa (I0.7=1) – động cơ cửa dừng lại (Q3.1=0)

- Có vật cản tại cửa (I1.1=1) – cửa lập tức được mở ra (Q3.0=1) – mở hết giới hạn cửa (I1.0 =1) – động cơ dừng lại (Q3.0= 0)

- Khi cửa mở ra sau 5s thì cửa tự động đóng lại (Q3.1 =1) – giới hạn mở cửa tắt (I1.0 =0) rồi quay lại bước trước

Khi khách hàng trong cabin thang máy chọn tầng cần đến, ví dụ như tầng 2, nút chọn tầng 2 được ấn (I0.5=1) và đèn báo tầng 2 sáng (Q1.0=1) Sau đó, thang máy sẽ di chuyển lên (Q2.4=1) và đèn báo đi lên cũng sẽ sáng (Q2.0=1), đồng thời cảm biến sàn ở tầng 1 sẽ tắt (I1.3=0).

Sau một thời gian hoạt động, thang máy sẽ tăng tốc với các thông số Q2.4=1 và Q2.6=1 Khi cảm biến giữa tầng 1 tắt (I1.4=0), thang máy tiếp tục di chuyển Gần đến tầng 2, cảm biến sàn tầng 2 sẽ tác động (I1.5=1), lúc này thang máy sẽ giảm tốc độ, với Q2.4=1 và Q2.6=0.

- Sau khi đến tầng 2 thì 2 cảm biến tầng 2 sẽ tác động (I1.5 = I1.6 = 1) – thang máy dừng ( Q2.4=0) – đèn báo vị trí tầng 2 bật (Q0.2 = 1).

- Cửa thang máy mở – động cơ cửa quay thuận cửa mở ra ( Q3.0 =1) – cửa mở ( I0.7 = 0) Khi cửa mở hết giới hạn (I1.0 =1) – động cơ cửa dừng lại (Q3.0 = 0).

- Trên đây là 1 chu kì làm việc của thang máy các trương hợp đi lên và đi xuống khác của thang máy cũng tương tự như vậy.

Lưu đồ thuật toán

4.3.1 Lưu đồ thuật toán điều khiển buồng thang (cabin)

Hình 4.3a: Lưu đồ thuật toán điều khiển buồng thang (cabin)

4.3.2 Lưu đồ thuật toán điều khiển cửa buồng thang (cửa cabin)

Hình 4.3b: Lưu đồ thuật toán điều khiển cửa buồng thang (cabin

Kiểm tra và đánh giá hệ thống

 Hệ thống thang máy 3 tầng của em đã hoạt động đúng với các yêu cầu công nghệ cụ thể như sau:

Buồng thang hoạt động theo nguyên lý chính xác, di chuyển đến các tầng và dừng đúng vị trí nhờ vào hai cảm biến vị trí được lắp đặt tại mỗi tầng Hệ thống đèn báo cũng giúp thông báo vị trí của thang máy.

- Động cơ truyền động cabin hoạt động với 2 cấp tốc độ và khởi động hãm dừng từ từ nhờ vào tín hiệu của PLC và biến tần.

- Biến tần giúp bảo vệ động cơ khỏi các sự cố quá tải và ngắn mạch.

- Cửa buồng thang tự động mở cửa khi đến các tầng và tự động đóng cửa sau 10s nhờ vào đồ hình động cơ cửa buồng thang.

- Cảm biến load cell đo khối lượng vào báo về PLC khi cabin quá tải, PLC sẽ đưa ra cảnh báo và không cho cabin di chuyển.

Thử nghiệm trên mô phỏng

Sau đây em xin thử nghiệm thang máy trên mô phỏng Wincc với hệ thống các nút bấm công tắc và đèn thay thế cho vật thể thực tế:

Thang máy đang ở vị trí tầng 1, cửa thang máy đang đóng:

I0.7 = 1 Đèn báo vị trí tầng 1 sáng: Q0.0 = 1

Bấm nút mở cửa: I2.3 = 1 rồi về 0

Cửa thang máy bắt đầu mở: Q3.0 = 1

Khi cửa đã mở tới giới hạn mở cửa: I1.0 = 1 Động cơ đóng/mở cửa thang máy dừng: Q3.0 = 0

Sau thời gian T2 = 10s cửa thang máy bắt đầu đóng lại: Q3.1= 1

Vào thời điểm đó, có người trên tầng 3 đã bấm gọi thang máy, làm cho đèn báo gọi tầng 3 sáng lên Đồng thời, người trong thang máy chọn tầng 2 để di chuyển lên, khiến đèn báo chọn tầng 2 cũng sáng lên.

Khi cửa thang máy đã đóng hoàn toàn, động cơ đóng/mở cửa thang máy sẽ dừng hoạt động Lúc này, thang máy bắt đầu di chuyển lên chậm và đèn báo thang máy đang lên sẽ sáng.

Sau thời gian T1 = 2s thang máy bắt đầu lên nhanh: Q2.5 = 1 Q2.4 = 0

Sau khi thang máy đến sàn tầng 2: I1.5 = 1

Thang máy bắt đầu đi chậm: Q2.4 = 1 Q2.5 = 0

Sau khi thang máy đến vị trí chính giữa tầng 2: I1.5 = I2.0 = 1 Đèn báo vị trí tầng 2 sáng: Q0.1 = 1

Cửa thang máy bắt đầu mở: Q3.0 = 1

Sau khi cửa thang máy đã mở hoàn toàn: I1.0 = 1 Động cơ đóng/mở cửa thang máy dừng: Q3.0 = 1 Đèn báo chọn tầng 2 tắt: Q1.0 = 0

Sau thời gian T2 = 10s cửa bắt đầu đóng: Q3.1 = 1

Giả sử đang lúc cửa đang đóng có người chạy vội vào, cảm biến vật cản trước cửa thang máy tác động: I1.1= 1 rồi về 0

Cửa thang máy lại mở ra: Q3.0 = 1 Q3.1 = 0

Sau khi cửa thang máy đã mở tới giới hạn mở cửa: I1.0 = 1 Động cơ đóng/mở cửa thang máy dừng: Q3.0 = 0

Cùng lúc đó người trong thang máy bấm chọn tầng 1: I0.4 = 1 rồi về 0 Đèn báo chọn tầng 1 sáng: Q0.7 = 1

Sau thời gian T3 = 5s cửa thang máy bắt đầu đóng lại: Q3.1 = 1

Sau khi cửa đã đóng hoàn toàn: I0.7 = 1 Động cơ đóng/mở cửa thang máy dừng: Q3.1 = 0

Thang máy ưu tiên đi lên do có người gọi ở tầng 3 trước khi hành khách trong thang máy chọn tầng 1 Động cơ bắt đầu kéo cabin lên với tốc độ chậm, và đèn báo hiệu thang máy đang đi lên sẽ sáng.

Sau khoảng thời gian T1 = 2s Động cơ bắt đầu kéo cabin lên nhanh: Q2.5 = 1 Q2.4 = 0

Sau khi gặp cảm biến sàn tầng 3: I2.1 = 1 Động cơ quay chậm lại: Q2.4 = 1 Q2.5 = 0

Sau khi thang máy ở chính giữa tầng 3: I2.2 = I2.1 = 1 Động cơ kéo cabin dừng: Q2.4 = 0 Q2.0 = 0

Thang máy bắt đầu mở cửa: Q3.0 = 1

Sau khi cửa thang máy đã mở hoàn toàn: I1.0 = 1 Động cơ đóng /mở cửa thang máy dừng: Q3.0 = 0 Đèn báo gọi tầng 3 tắt: Q0.6 = 0

Giả sử trên tầng 3 đang có rất nhiều người vào dẫn đến thang máy bị quá tải:

I1.2 = 1 Đèn báo quá tải sáng: Q2.2 = 1 Động cơ đóng/mở cửa thang máy tạm dừng không đóng lại: Q3.1 = 0

Sau khi thang máy đã ra bớt người (đủ để thang máy không bị quá tải):

Cửa thang máy bắt đầu đóng lại: Q3.1 = 1

Sau khi thang máy đã đóng cửa hoàn toàn, động cơ đóng/mở cửa thang máy sẽ dừng lại Lúc này, động cơ bắt đầu kéo cabin thang máy đi xuống với tốc độ chậm, và đèn báo cabin đi xuống sẽ sáng lên.

Sau thời gian T1 = 2s thang máy bắt đầu xuống nhanh: Q2.7 = 1 Q2.6 = 0

Khi thang máy đi xuống, không có ai chọn xuống tầng 2 và cũng không có ai gọi thang máy xuống tầng 2

Vì vậy thang máy vẫn tiếp tục xuống tầng với tốc độ không đổi: Q2.7 = 1

Khi gặp cảm biến tầng 1, động cơ bắt đầu chạy chậm lại: Q2.6 = 1 Q2.7 = 0

Sau khi thang máy ở chính giữa tầng 1: I1.3 = I1.4 = 1 Động cơ kéo cabin dừng: Q2.6 = 0 Q2.1 = 0

Cửa thang máy bắt đầu mở: Q3.0 = 1

Khi cửa thang máy mở hết mức, động cơ đóng/mở cửa thang máy sẽ dừng lại Đèn báo chọn tầng 1 sẽ tắt để tiết kiệm thời gian chờ Người trong thang máy sẽ nhấn nút đóng cửa để nhanh chóng tiếp tục hành trình.

Cửa thang máy bắt đầu đóng lại: Q3.1 = 1

Trong thang máy, khi người dùng chọn tầng 2, tín hiệu I0.5 được kích hoạt với giá trị 1 và sau đó trở về 0, làm cho đèn báo tầng 2 sáng lên với Q1.0 = 1 Đồng thời, có một người gọi thang máy xuống từ tầng 2, kích hoạt tín hiệu I0.2 với giá trị 1 và sau đó cũng trở về 0, khiến đèn báo gọi thang máy xuống tại tầng 2 sáng lên với Q0.5 = 1.

Sau khi thang máy đóng cửa hoàn toàn, động cơ đóng/mở cửa thang máy sẽ dừng lại Đồng thời, động cơ kéo cabin sẽ hoạt động để đưa thang máy đi lên chậm, và đèn báo thang máy đang đi lên sẽ sáng lên.

Sau khoảng thời gian T1 = 2s động cơ kéo thang máy lên nhanh hơn: Q2.5 = 1 Q2.4 = 0

Sau khi gặp cảm biến sàn tầng 2: I1.5 = 1 Động cơ kéo cabin đi lên chậm lại: Q2.4 = 1 Q2.5 = 0

Sau khi thang máy ở chính giữa vị trí tầng 2: I1.5 = I2.0 = 1 Đèn báo vị trí tầng 2 sáng: Q0.1 = 1

Thang máy bắt đầu mở cửa: Q3.0 = 1

Sau khi cửa đã mở tới giới hạn mở cửa: I1.0 = 1 Động cơ đóng/mở cửa thang máy dừng: Q3.0 = 0 Đèn báo chọn tầng 2 tắt: Q1.0 = 0 Đèn báo gọi tầng 2 xuống tắt: Q0.5 = 0

Sau thời gian T2 = 10s cửa thang máy bắt đầu đóng lại: Q3.1 = 1

Lúc này người trong thang máy bấm chọn đi xuống tầng 1: I0.4 = 1 rồi về 0 Đèn báo chọn tầng 1 sáng: Q0.7 = 1

Sau khi cửa thang máy đóng hoàn toàn: I0.7 = 1 Q3.1 = 0 Động cơ kéo cabin đi xuống với tốc độ chậm: Q2.6= 1 Đèn báo thang máy đi xuống sáng: Q2.1 = 1

Sau thời gian T1 = 2s động cơ kéo cabin đi xuống quay nhanh hơn: Q2.7 =1 Q2.6 = 0

Khi thang máy đến trần tầng 1 thì động cơ kéo cabin xuống chậm lại: Q2.6 = 0 Q2.7 = 0

Sau khi thang máy đến giữa tầng 1: I1.3 = I1.4 =1 Đèn báo vị trí tầng 1 sáng: Q0.0 = 1

Cabin bắt đầu mở cửa: Q3.0 = 1

Sau khi thang máy đã mở tới giới hạn mở cửa: I1.0 = 1 Động cơ mở cửa thang máy dừng lại: Q3.0 = 0 Đèn báo chọn tầng 1 tắt: Q0.7 = 0

Sau thời gian T2 = 10s cửa bắt đầu đóng lại: Q3.1 = 0

Sau khi thang máy đóng cửa hoàn toàn: I0.7 = 1 Động cơ đóng/mở cửa thang máy dừng lại: Q3.1 = 0Kết thúc quá trình thử nghiệm trên mô phỏng.

Ngày đăng: 29/07/2020, 07:26

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1]. Kỹ thuật điều khiển lập trình PLC SIMATIC S7 300 năm 2010 (Th.S Châu Chí Đức) Khác
[2]. Tự động hóa với SIMATIC S7 300 năm 2014 (Trần Văn Hiếu) Khác
[3]. Tự động hóa trong công nghiệp với Wincc năm 2011 (TS. Trần Thu Hà – KS. Phạm Quang Huy) Khác
[4]. Hướng dẫn sử dụng biến tần OMRON năm 2015 (Công ty công nghệ tự động Tân Tiến) Khác
[5]. Điều khiển thang máy năm 2012 (Nguyễn Quang Đoàn) Khác

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.1: Mô hình thang máy - Xây dựng bộ điều khiển thang máy 3 tầng sử dụng PLC và giám sát qua giao diện Wincc
Hình 1.1 Mô hình thang máy (Trang 5)
Hình 2.2a: Hệ thống động cơ máy kéo buồng thang (cabin) - Xây dựng bộ điều khiển thang máy 3 tầng sử dụng PLC và giám sát qua giao diện Wincc
Hình 2.2a Hệ thống động cơ máy kéo buồng thang (cabin) (Trang 14)
Hình 2.2b: Hệ thống động cơ cửa buồng thang (cửa cabin) - Xây dựng bộ điều khiển thang máy 3 tầng sử dụng PLC và giám sát qua giao diện Wincc
Hình 2.2b Hệ thống động cơ cửa buồng thang (cửa cabin) (Trang 18)
Hình 3.1a: PLC SIEMENS CPU314 IFM 6ES7 314-5AE01 - Xây dựng bộ điều khiển thang máy 3 tầng sử dụng PLC và giám sát qua giao diện Wincc
Hình 3.1a PLC SIEMENS CPU314 IFM 6ES7 314-5AE01 (Trang 22)
Hình 3.1b: Thân PLC S7 300 CPU 314 IFM - Xây dựng bộ điều khiển thang máy 3 tầng sử dụng PLC và giám sát qua giao diện Wincc
Hình 3.1b Thân PLC S7 300 CPU 314 IFM (Trang 23)
Hình 3.1c: Module mở rộng SM323 DI16/DO16x24VDC - Xây dựng bộ điều khiển thang máy 3 tầng sử dụng PLC và giám sát qua giao diện Wincc
Hình 3.1c Module mở rộng SM323 DI16/DO16x24VDC (Trang 24)
Hình 4.1b: Sơ đồ khối thang máy - Xây dựng bộ điều khiển thang máy 3 tầng sử dụng PLC và giám sát qua giao diện Wincc
Hình 4.1b Sơ đồ khối thang máy (Trang 31)
Hình 4.1c: Sơ đồ nguyên lý hệ thống - Xây dựng bộ điều khiển thang máy 3 tầng sử dụng PLC và giám sát qua giao diện Wincc
Hình 4.1c Sơ đồ nguyên lý hệ thống (Trang 32)
Hình 4.1d: Sơ đồ nguyên lý hệ thống - Xây dựng bộ điều khiển thang máy 3 tầng sử dụng PLC và giám sát qua giao diện Wincc
Hình 4.1d Sơ đồ nguyên lý hệ thống (Trang 33)
Hình 4.3a: Lưu đồ thuật toán điều khiển buồng thang (cabin) - Xây dựng bộ điều khiển thang máy 3 tầng sử dụng PLC và giám sát qua giao diện Wincc
Hình 4.3a Lưu đồ thuật toán điều khiển buồng thang (cabin) (Trang 36)
Hình 4.3b: Lưu đồ thuật toán điều khiển cửa buồng thang (cabin - Xây dựng bộ điều khiển thang máy 3 tầng sử dụng PLC và giám sát qua giao diện Wincc
Hình 4.3b Lưu đồ thuật toán điều khiển cửa buồng thang (cabin (Trang 37)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w