Đề tài Tìm hiểu nghiên cứu phân tích cấu trúc thang máy

Mục lục Chương I: Nghiên cứu phân tích cấu trúc thang máy Giới thiệu thang máy Thang máy là thiết bị vận tải dùng để chở người và hàng hoá theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 150 so với phương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn.Thang máy và máy nâng được sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất của nền kinh tế quốc dân như trong ngành khai thác hầm mỏ,trong ngành xây dựng,luyện kim,công nghiệp nhẹ…ở những nơi đó thang máy và máy nâng được sử dụng để vận chuyển hàng hoá,sản phẩm,đưa công nhân tới nơi làm việc có độ cao khác nhau…Nó đã thay thế cho sức lực của con người và mang lại năng suất cao.Hình dáng tổng thể của thang máy được giới thiệu tại hình 1. Hình 1.1 : hình dáng tổng thể của thang máy Trong sinh hoạt dân dụng,thang máy được lắp đặt và sử dụng rộng rãi trong các toà nhà cao tầng,trong các khách sạn,siêu thị,công sở và trong các bệnh viện….Hệ thống thang máy đã giúp con người tiết kiệm được nhiều thời gian và sức lực… Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định đối với các toà nhà cao trên 6 tầng trở lên phải được trang bị thang máy để đảm bảo cho người đi lại thuận tiện,tiết kiệm thời gian và tăng năng suất lao động.Giá thành của thang máy trang bị cho công trình so với tổng giá thành công trình chiếm khoảng 6% đến 7% là hợp lý. ở Việt Nam trước đây thang máy chủ yếu được sử dụng trong các ngành công nghiệp để chở hàng hoá và ít được phổ biến.Nhưng trong giai đoạn hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế quốc dân và đời sống nhân dân ngày càng nâng cao,việc sử dụng thang máy trong mọi lĩnh vực ngày càng tăng lên. Phụ tải của thang máy thay đổi trong một phạm vi rất rộng ,nó phụ thuộc vào lượng hành khác đi lại trong một ngày đêm và hướng vận chuyển hành khách.Như thang máy lắp đặt trong nhà hành chính,buổi sáng đầu giờ làm việc hành khách đi nhiều theo chiều lên.còn buổi chiều ,cuối giờ làm việc,hành khách sẽ đi theo chiều xuống nhiều. Thang máy là một thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt ,nó liên quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng con người ,vì vậy yêu cầu chung đối với hệ thống 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 kỹ thuật an toàn được quy định trong các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm. Thang máy chỉ có cabin đẹp ,sang trọng,thông thoáng , êm dịu thì chưa đủ điều kiện để đưa vào sử dụng mà còn phải đầy đủ các thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy như: điện chiếu sáng dự phòng khi mất điện,điện thoại nội bộ(interphone), chuông báo,bộ hãm bảo hiểm, an toàn cabin(đối trọng), công tắc an toàn của cửa cabin,khoá an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất nguồn điện… Lựa chọn thang máy không chỉ đơn thuần xem xét các vấn đề kỹ thuật mà còn phải xem xét cả các yếu tố kinh tế .Hiển nhiên càng nhiều thang máy có tải định mức lớn,tốc độ định mức cao,hệ điều khiển càng hiện đại thì càng tạo điều kiện thuận lợi cho khách hàng sử dụng cũng như rút ngắn thời gian chờ đợi,giảm thời gian đi tốc độ định mức,một mặt đòi hỏi vốn đầu tư cho thang lớn,mặt khác làm tăng diện tích chiếm chỗ,tăng chi phí xây dựng cho giếng thang…Như vậy điều kiện thuận lợi cho hành khách và vốn đầu tư luôn là hai chỉ tiêu tỷ lệ nghịch với nhau.Quá trình lựa chọn thang máy chính là quá trình xác định số thang,tính năng kỹ thuật của thang (tải ,tốc độ định mức,phương pháp điều khiển…),các kích thước cơ bản của thang và vị trí đặt thang phù hợp với đặc điểm ,mục đích sử dụng của toà nhà với vốn đầu tư chấp nhận được. Đối với nhà sử dụng nhiều thang, bên cạnh việc chọn tính năng kỹ thuật còn phải bố trí chúng thành nhóm sao cho hợp lý để tận dụng năng suất tối ưu của thang cũng như tạo thuận lợi cho khách. Đối với các toà nhà cao tầng có lượng hành khách cần vận chuyển lớn người ta thường chi thang máy ra làm các nhóm riêng phục vụ các thành phần khác nhau theo chiều cao của toà nhà.Các thang máy ở các nhóm khác nhau có thể có tính năng kỹ thuật khác nhau,thường các thang phục vụ cho các tầng cao có tảI và tốc độ định mức lớn hơn các thang phục vụ phần thấp hơn. Phân loại thang máy Tuỳ thuộc vào tính chất,chức năng của thang máy.Thang máy có thể phân loại thành rất nhiều loại tuỳ thuộc vào các tính chất.ví dụ như phân loại theo hệ dẫn động cabin,theo vị trí đặt bộ kéo tời,theo hệ thống vận hành,theo công dụng….dưới đây là một số phân loại: 1. Phân loại theo chức năng + Thang máy chở người Gia tốc cho phép được quy định theo cảm giác của hành khách :Gia tốc tối ưu là a< 2m/s2 Thang máy dùng trong các toà nhà cao tầng : loại này có tốc độ trung bình hoặc lớn,đòi hỏi vận hành êm,an toàn và có tính mỹ thuật… Thang máy dùng trong bệnh viện:Phải đảm bảo rất an toàn,sự tối ưu về độ êm khi dịch chuyển,thời gian dịch chuyển ,tính ưu tiên đúng theo các yêu cầu của bệnh viện.. Thang máy dùng trong các hầm mỏ ,xí nghiệp:Đáp ứng được các điều được các điều kiện làm việc nặng nề trong công nghiệp như tác động của môI trường làm việc:độ ẩm,nhiệt độ,thời gian làm việc,sự ăn mòn… + Thang máy chở hàng Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp,trong kinh doanh…Nó đòi hỏi cao về việc dừng chính xác buồng thang máy đảm bảo cho việc vận chuyển hàng hoá lên xuống thang máy được dễ dàng thuận tiện… 2. Phân loại theo tốc độ dịch chuyển. Thang máy tốc độ thấp : v < 1 m/s Thang máy tốc độ trung bình: v= 1 2,5 m/s. Thường dùng cho các nhà có số tầng từ 6 12 tầng. Thang máy tốc độ cao:v =2,5 4 m/s. Thường dùng cho các nhà có số tầng mt >16 tầng. Thang máy tốc độ rất cao(Siêu tốc) : v = 5m/s. Thường dùng trong các toà tháp cao tầng. 3. Phân loại theo tải trọng Thang máy loại nhỏ :Q < 500 Kg.Hay dùng trong thư viện,trong các nhà hàng ăn uống để vận chuyển sách hoặc thực phẩm Thang máy loại trung bình : Q = 500 1000 Kg. Thang máy loại lớn : Q = 1000 1600 kg. Thang máy loại rất lớn Q > 1600 Kg. 4. Phân loại theo vị trí đặt bộ kéo tời đối với thang máy điện Thang máy có bộ kéo tời đặt phía trên giếng thang. Thang máy có bộ tời kéo đặt dưới giếng thang . đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bằng bánh răng thanh răng thì bộ tời dẫn động đặt ngay trên nóc cabin. Đối với thang máy thuỷ lực : Buồng đặt tại tâng trệt . 5. Theo hệ thống vận hành. a) Theo mức dò tự động : + loại nửa tự động + loại tự động ; b ) theo tổ hợp điều khiển : + điều khiển đơn ; + điều khiển kép ; + điều khiển theo nhóm ; c ) theo vị trí điều khiển : + điều khiển trong cabin ; + điều khiển ngoài cabin ; + điều khiển cả trong và ngoài cabin ; Trang thiết bị cơ khí của thang máy 1. Tổng thể cơ khí thang máy Các thiết bị chính của thang máy gồm có : buồng thang ,tời nâng, cáp treo buồng thang, đối trọng, động cơ truyền động, phanh hãm điện từ và các thiết bị điều khiển khác. Tất cả các thiết bị của thang máy được trong giếng buồng thang (khoảng không gian từ trần của tầng cao nhất đến mức sâu nhất của tầng 1), trong buồng máy (trên sàn tầng cao nhất ) và hố buồng thang (dưới mức sàn tầng 1). Bố trí cá thiết bị của một thang máy được biểu diễn trên hình 1.2. Các thiết bị thang gồm có : 1. Động cơ điện ; 2. Puli ; 3. Cáp treo; 4. Bộ hạn chế tốc độ ; 5.Buồng thang ; 6. Thanh dẫn hướng ;7. Hệ thống đối trọng ; 8. Trụ cố định ; 9. Puli dẫn hướng ; 10. cáp liên động ; 11. Cáp cấp điện ; 12. Động cơ đóng mở cửa buồng thang. 2. Thiết bị lắp đặt trong buồng máy + Cơ cấu nâng Trong buồng máy lắp đặt hệ thống tời nâng hạ buồng thang (cơ cấu nâng) 1 (trên hình 1.2) tạo ra lực kéo chuyển động buồng thang và đối trọng. Cơ cấu nâng gồm có các bộ phận sau : bộ phận kéo cáp (puli hoặc tang quấn cáp ), hộp giảm tốc độ, phanh hãm điện từ và động cơ truyền động. Tất cả các bộ phận trên được lắp đặt trên tấm đế bằng thép. Trong thang máy thường dùng hai cơ cấu nâng (hình 1.3) : cơ cấu nâng có hộp tốc độ (hình 1.3 a) cơ cấu nâng không dùng hộp tốc độ (hình 1.3 b). Cơ cấu nâng không có hộp tốc độ thường được sử dụng trong các thang máy tốc độ cao.  + Tủ điện : trong tủ điện lắp ráp cầu dao tổng, cầu chì các loại, công tắc tơ và các loại rơle trung gian. + Puli dẫn hướng 2 (hình 1.2). Hình 1.2 :các thiết bị cơ khí lắp trong thang. + Bộ phận hạn chế tốc độ 4 (hình 1.2) làm việc phối hợp với phanh boả hiểm bằng cáp liên động 10 để hạn chế tốc độ di chuyển của buồng thang 3. Thiết bị lắp trong giếng thang máy + Buồng thang : Trong quá trình làm việc, buồng thang 5 (hình 1.2) di chuyển trong giếng thang máy dọc theo các thanh dẫn hướng 6 (hình 1.2). Trên nóc buồng thang có lắp đặt phanh bảo hiểm, động cơ truyền động đóng - mở cửa buồng thang 12 (hình 1.2). Trong buông thang lắp đặt hệ thống nút bấm điều khiển, hệ thống đèn báo, đèn chiếu sáng buồng thang, công tắc liên động với sàn của buồng thang và điện thoại lên lạc với bên ngoài trong trường hợp thang máy mất điện. Cung cấp điện cho buồng thang bằng dây cáp mềm 11 (hình 1.2). + Hệ thống cáp treo 3 (hình 1.2) là hệ thống cáp hai nhánh một đầu nối với buồng thang đầu còn lại nối với đối trọng 7 cùng với puli dẫn hướng . + Trong giếng của thang máy còn lắp đặt các bộ cảm biến vị trí dùng để chuyển đổi tốc độ động cơ, dừng buồng thang ở mỗi tầng và hạn chế hành trình nâng – hạ của thang máy. 4. Thiết bị lắp đặt trong hố giếng thang máy Trong hố giếng thang máy lắp đặt hệ thống giảm xóc 8 (hình 1.2) là hệ thống giảm xóc dùng lò xo và giảm xóc thuỷ lực tránh sự va đập của buồng thang vò đối trọng xuống sàn của giếng thang máy trong trường hợp công tắc hành trình hạn chế hành trình di chuyển xuống bị sự cố (không hoạt động). Hình 1.3 : Cơ cấu nâng thang 5. Các thiết bị cố định trong giếng thang 5.1 Ray dẫn hướng Ray dẫn hướng được lắp đặt dọc theo giếng thang để dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển động dọc theo giếng thang. Ray dẫn hướng đảm bảo cho cabin và đối trọng luôn nằm ở vị trí thiết kế của chúng trong giếng thang và không bị dịch chuyển theo phướng nằm ngang trong quá trình chuyển động. Ngoài ra ray dẫn hướng còn phải đủ cứng vững để trọng lượng của cabin và tải trọng trong cabin tựa lên dẫn hướng cùng các thành phần tải trọng động khi bộ hãm bảo hiểm làm việc (trong trường hợp bị đứt cáp hoặc cabin đi xuống với tốc độ lớn hơn giá trị cho phép). 5.2 Giảm chấn Giảm chấn được lắp đặt dưới đáy hố thang để dừng và đỡ cabin và đối trọng trong trường hợp cabin hoặc đối trọng chuyển động xuống dưới vượt quá bị trí đặt của công tắc hành trình cuối cùng. Giảm chấn phải có độ cao đủ lớn để khi caibin hoặc đối trọng tỳ lên nó thì có đủ khoảng trống cần thiết phía dưới phù hợp cho người có trách nhiệm thực hiện kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa. 6. Cabin và các thiết bị liên quan Cabin là bộ phận mang tải của thang máy.Cabin phải có kết cấu sao cho có thể tháo rời nó thành từng bộ phận nhỏ.Theo cấu tạo,cabin gồm 2 phần:kết cấu chịu lực(khung cabin) và các vách che, trần, sàn tạo thành buồng cabin.Trên khung cabin có lắp các ngàm dẫn hướng, hệ thống treo cabin, hệ thống tay đòn và bộ hãm bảo hiểm, hệ thống cửa và cơ cấu đóng mở cửa….Ngoài ra,cabin của thang máy chở người phải đảm bảo các yêu cầu về thông gió, nhiệt độ và ánh sáng. 6.1 Khung cabin Khung cabin là phần xương sống của cabin thang máy. Được cấu tạo bằng các thanh thép chịu lực lớn. Khung cabin phải đảm bảo cho thiết kế chịu đủ tải định mức. 6.2 Ngàm dẫn hướng Ngàm dẫn hướng có tác dụng dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển động dọc theo ray dẫn hướng và khống chế dịch chuyển ngang của cabin và đối trọng trong giếng thang không vượt quá giá trị cho phép. Có hai loại ngàm dẫn hướng : ngàm trượt(bạc trượt) và ngàm con lăn. 6.3 Hệ thống treo ca bin Do cabin và đối trọng được treo bằng nhiều sợi cáp riêng biệt cho nên phải có hệ thống treo để đảm bảo cho các sợi cáp nâng riêng biệt có độ căng như nhau.Trong trường hợp ngược lại ,sợi cáp chịu lực căng lớn nhất sẽ bị quá tải còn sợi cáp chùng sẽ trượt trên rãnh puly ma sát nên rất nguy hiểm.Ngoài ra ,do có sợi chùng sợi căng nên các rãnh cáp trên puly ma sát sẽ bị mòn không đều.Vì vậy mà hệ thống treo cabin phải được trang bị thêm tiếp điểm điện của mạch an toàn để ngắt điện dừng thang khi một trong các sợi cáp chùng quá mức cho phép để phòng ngừa tai nạn.Khi đó thang chỉ có thể hoạt động được khi đã điều chỉnh độ căng của các cáp như nhau.Hệ thống treo cabin được lắp đặt với dầm trên khung đứng trong hệ thống chịu lực của cabin. 6.4 Buồng cabin Buồng cabin là một kết cấu có thể tháo rời được gồm trần, sàn và vách cabin.Các phần này có liên kết với nhau và liên kết với khung chịu lực của cabin.Buồng cabin phải đảm bảo được các yêu cầu cần thiết về mặt kỹ thuật cũng như mặt mỹ thuật 6.5 Hệ thống cửa cabin và cửa tầng Cửa cabin và cửa tầng là những bộ phận có vai trò rất quan trong trong việc đảm bảo an toàn và có ảnh hưởng lớn đến chất lượng, năng suất của thang máy.hệ thống cửa cabin và cửa tầng được thiết kế sao cho khi dừng tại tầng nào thì chỉ dùng động cơ mở cửa buồng thang đồng thời hệ thống cơ khí gắn cửa buồng thang liên kết với cửa tầng làm cho cửa tầng cũng được mở ra.Tương tự khi đóng lại thì hệ thống liên kết sẽ không tác động vào cửa tầng nữa mà buồng thang lại di chuyển đi đến các tầng khác. 7. Hệ thống cân bằng trong thang máy Đối trọng, cáp nâng, cáp điện, cáp hoặc xích cân bằng là những bộ phận của hệ thống cân bằng trong thang máy để cân bằng với với trọng lượng của cabin và tải trọng nâng.Việc chọn sơ đồ động học và trọng lượng các bộ phận của hệ thống cân bằng có ảnh hưởng lớn đến mômen tải trọng và công suất động cơ của cơ cấu dẫn động, đến lực căng lớn nhất của cáp nâng và khả năng kéo của puly ma sát. 7.1 Đối trọng Đối trọng là bộ phận đóng vai trò chính trong hệ thống cân bằng của thang máy.Đối với thang máy có chiều cao nâng không lớn, người ta chọn đối trọng sao cho trọng lượng của nó cân bằng với trọng lượng của cabin và một phần tải trọng nâng ,cáp điện và không dùng cáp hoặc xích cân bằng.Khi thang máy có chiều cao nâng lớn, trọng lượng của cáp nâng và cáp điện là đáng kể nên người ta phải dùng cáp hoặc xích cân bằng để bù trừ lại phần tải trọng của cáp điện và cáp nâng chuyển từ nhánh treo cabin sang nhánh treo đối trọng và ngược lại khi thang máy hoạt động. 7.2 Xích và cáp cân bằng Khi thang máy có chiều cao trên 45 m hoặc trọng lượng cáp nâng và cáp điện có giá trị trên 0,1 Q thì người ta phải đặt thêm cáp hoặc xích cân bằng để bù trừ lại phần trọng lượng của cáp nâng và cáp điện chuyển từ nhánh treo cabin sang nhánh treo đối trọng và ngược lại khi thang máy hoạt động, đảm bảo mômen tải tương đối ổn định trên puly ma sát. Xích cân bằng thường được dùng cho thang máy có tốc độ dưới 1,4 m/s. Đối với thang máy có tốc độ cao, người ta thường dùng cáp cân bằng và có thiết bị kéo căng cáp cân bằng để không bị xoắn. Tại thiết bị kéo căng cáp cân bằng phải có tiếp điểm điện an toàn để ngắt mạch điều khiển của thang máy khi cáp cân bằng bị đứt hoặc bị dãn quá lớn và khi có sự cố với thiết bị kéo căng cáp cân bằng. 7.3 Cáp nâng Có cấu tạo bằng sợi thép cacbon tốt có giới hạn bền 1400 – 1800 N/mm2 . Trong thang máy thường dùng từ 3 đến 4 sợi cáp bện. Cáp nâng được chọn theo điều kiện sau: Trong đó: Smax - lực căng cáp lớn nhất trong quá trình làm việc của thang máy ; Sd - tải trọng phá hỏng cáp do nhà chế tạo xác định và cho trong bảng cáp tiêu chuẩn tuỳ thuộc vào loại cáp , đường kính cáp và giới hạn bền của vật liệu sợi thép bện cáp n - hệ số an toàn bền của cáp, lấy không nhỏ hơn giá trị quy định trong tiêu chuẩn, tuỳ thuộc vào tốc độ, loại thang máy và loại cơ cấu nâng. 7.4 Bộ kéo tời Tuỳ theo sơ đồ dẫn động mà bộ tời kéo được đặt ở trong phòng máy dẫn động nằm ở phía trên, phía dưới hoặc nằm ở cạnh giếng thang. Bộ tời kéo dẫn động điện gồm có hộp giảm tốc và loại không có hộp giảm tốc. Đối với thang máy có tốc độ lớn người ta dùng bộ tời kéo không có hộp giảm tốc. 8. Thiết bị an toàn cơ khí Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy có vai trò đảm bảo an toàn cho thang máy và hành khách trong trường hợp xảy ra sự cố như :đứt cáp, cáp trượt trên rãnh puly ma sát, cabin hạ với tốc độ vượt quá giá trị cho phép. Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy gồm có: 8.1 Phanh hãm điện từ : Về kết cấu, cấu tạo, nguyên lý hoạt động giống như phanh hãm điện từ dùng trong các cơ cấu của cầu trục. 8.2 Phanh bảo hiểm : ( có một số tên gọi khác như : phanh dù hoặc cơ cấu tổ đớp). Chức năng của phanh bảo hiểm là hạn chế tốc độ di chuyển của buồng thang vượt quá giới hạn cho phép và giữ chặt buồng thang tại chỗ bằng cách ép vào hai thanh dẫn hướng trong trường hợp bị đứt cáp treo. Về kết cấu và cấu tạo, phanh bảo hiểm có ba loại : - Phanh bảo hiểm kiểu nêm dùng để hãm khẩn cấp. - Phanh bảo hiểm kiểu kìm (hình 1.4) dùng để hãm êm. - Phanh bảo hiểm kiểu lệch tâm dùng để hãm khẩn cấp. Phanh bảo hiểm lắp đặt trên nóc của buồng thang, hai gọng kìm 2 trượt dọc theo hai thanh dẫn hướng 1. Nằm giữa hai cánh tay đầu của gọng kìm có nêm 5 gắn chặt vối hệ thống truyền lực trực vít và tang - bánh vít 4. Hệ truyền lực bánh vít - trục vít có hai dạng ren : bên phải là ren phải, còn phần bên trái là ren trái. Khi tốc độ của buồng thang thấp hơn trị số giới hạn tối đa cho phép, nêm 5 ở hai đầu của trục vít ở vị trí xa nhất so với tang - bánh vít 4, làm cho hai gọn kìm 2 trượt bình thường dọc theo thanh dẫn hướng 1. Trong trường hợp tốc độ của buồng thang vượt quá giới hạn cho phép, Hình 1.4 Phanh hãm bảo hiểm kiểu kìm 1.thanh dẫn hướng; 2. gọng kìm; 3. dây cáp liên động cơ với bộ hạn chế tốc đô ; 4. tang – bánh vít ; 5. Nêm. tang - bánh vít 4 sẽ quay theo chiều để kéo dài hai đầu nêm 5 về phía mình , làm cho hai gọng kìm 2 ép chặt vào thanh dẫn hướng, kết quả sẽ hạn chế được tốc độ di chuyển của buồng thang và trong trường hợp bị đứt cáp treo, sẽ giữ chặt buồng thang vào hai thanh dẫn hướng. 9. Cảm biến vị trí Trong thang máy và máy nâng, các bộn phận cảm biến vị trí dùng để : - Phát lệnh dừng buồng thang ở mỗi tầng. - Chuyển đổi tốc độ động cơ truyền động từ tốc độ cao sang tốc độ thấp khi buồng thang đến gần tầng cần dừng, để nâng cao độ dừng chính xác của buồng thang. - Xác định vị trí của buồng thang. Hiện nay, trong sơ đồ khống chế thang máy và máy nâng thường dùng ba loại cảm biến vị trí : + Cảm biến vị trí kiểu cơ khí(công tắc chuyển đổi tầng) Hình 1.5 Cảm biến vị trí kiểu cơ khí 1. Tấm cách điện; 2. Tiếp điểm tĩnh; 3.Tiếp điểm động ; 4. Cần gạt; 5. Vòng đệm cao su Cảm biến vị trí kiểu cơ khí là một loại công tắc ba vị trí. Khi buồng thang di chuyển đi lên, dưới tác dụng của vấu gạt (lắp ở mỗi tầng) sẽ gạt tay gạt sang bên phải, cặp tiếp điểm 2 bên trái kín, khi buồng thang di chuyển theo chiều đi xuống, vị trí tay gạt ở bên trái, cặp tiếp điểm 2 ở vị trí giữa, cả hai cặp tiếp điểm 2 đều hở. Ưu điểm : có kết cấu đơn giản, thực hiện đủ ba chức năng của bộ phận cảm biến vị trí. Nhược điểm : - Tuổi thọ làm việc không cao, đặc biệt là đối với thang máy tốc độ cao - Gây tiếng ồn lớn, gây nhiễu cho các thiết bị vô tuyến. + Cảm biến vị trí kiểu cảm ứng (hình 1.6). Hình 1.6. Cảm biến vị trí kiểu cảm ứng a)Cấu tạo của cảm biến ;b) Sơ đồ nguyên tố của bộ cảm biến. 1.Mạch từ ; 2. Cuộn dây ; 3. Tấm sắt chữ TS Đối với thang máy tốc độ cao, nếu dùng bộ cảm biến kiểu cơ khí, làm giảm độ tin cậy trong quá trình làm việc. Bởi vậy trong các sơ đồ khống chế thang máy tốc độ cao thường dùng các bộ cảm biến không tiếp điểm: kiểu cảm ứng, kiểu điện dung và kiểu quang điện. Nguyên lý làm việc của cảm biến kiểu cảm ứng vị trí dựa trên sự thay đổi trị số điện cảm (L) của cuộn dây có mạch từ khi mạch từ kín và mạch từ hở. Cấu tạo của bộ cảm biến vị trí kiểu cảm ứng (hình 1.6a) gồm mạch điện từ 1, cuộn dây 2. Khi mạch từ hở, điện trở của bộ cảm biến bằng điện trở thuần của cuộn dây, còn khi mạch từ bị che kín bằng thanh thép chữ U (3), điện trở cảm biến sẽ tăng đột biến do thành phần điện cảm (L) của cuộn dây tăng. Sơ đồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu cảm ứng được giới thiệu trên hình 3.31a. Bộ cảm biến có thể đấu nối trực tiếp với rơle trung gian RTr một chiều hoặc rơle trung gian xoay chiều. Khi mạch từ hở, do điện trở của cảm biến rất nhỏ, rơle trung gian RTr tác động, còn khi mạch từ kín, do điện trở của cảm biến rất lớn rơle trung gian RTr không tác động. Để nâng cao độ tin cậy làm việc của rơle trung gian, đấu tụ C song song với cuộn dây của bộ cảm biến. Trị số điện dung của tụ C được lựa chọn sao cho khi thanh sắt 3 che kín mạch từ của bộ từ cảm biến sẽ tạo được chế độ cộng hưởng dòng. Thông thường bộ cảm biến CB đươc lắp ở thành giếng của thang máy, thanh sắt động lắp ở buồng thang. + Cảm biến vị trí kiểu quang điện (hình 7) Hình 1.7 Cảm biến vị trí kiểu quang điện Bộ cảm biến vị trí dùng hai phần tử quang điện, cấu tạo của nó được giới thiệu trên hình 1.7a. Cấu tạo của nó gồm khung giá chữ U (thường làm bằng vật liệu không kim loại). Trên khung cách điện gá lắp hai phần tử quang điện 2 đối diện nhâu : một phần tử phát quang (điôt phát quang ĐF) và một phần tử thu quang ( transito quang). Để nâng cao độ tin cậy của bộ cảm biến không bị ảnh hưởng độ sáng của môi trường thường dùng phần tử phát quang và thu quang hang ngoại. Thanh gạt 3 di chuyển giữa khe hở của khung gá các phần tử quang diện. Sơ đồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu quang điện giới thiệu trên hình 1.7b. Nguyên lý làm việc của bộ cảm biến kiểu quang điện như sau: khi buồng thang chưa đến đúng tầng, ánh sáng chưa bị che khuất, transito quang TT thông, transito T1 khoá và transito T2 thông, rơle trung gian RTr tác động, còn khi buồng thang đến đúng tầng, ánh sáng bị che khuất, TT khoá, T1 thông, T2 khoá, rơle trung gian RTr không tác động. Hệ thống mạch điện của thang máy 1. Mạch động lực: là hệ thống điều khiển cơ cấu dẫn động thang máy để đóng mở,đảo chiều cơ cấu dẫn động và phanh của bộ tời kéo. Hệ thống phải đảm bảo việc điều chỉnh tốc độ chuyển động của cabin sao cho quá trình mở máy và phanh được êm dịu và dừng cabin chính xác. 2. Mạch điều khiển: Là hệ thống điều khiển tầng có tác dụng thực hiện một chương trình điều khiển phức tạp, phù hợp với chức năng yêu cầu của thang máy,Hệ thống điều khiển tầng có nhiệm vụ:lưu trữ các lệnh di chuyển từ cabin, các lệnh gọi tầng của hành khách và thực hiện các lệnh di chuyển hoặc dừng theo một thứ tự ưu tiên nào đó,sau khi thực hiện xong lệnh điều khiển thì xoá bỏ ,xác định và ghi nhận thường xuyên vị trí cabin và hướng chuyển động của nó.Tất cả các hệ thống điều khiển tự động đều dùng nút ấn. 3. Mạch tín hiệu: là hệ thống các đèn tín hiệu với các ký hiệu đã thống nhất hoá để báo hiệu trạng thái của thang máy, vị trí và hướng chuyển động của cabin. 4. Mạch chiếu sáng: là hệ thống đèn chiếu sáng cho cabin,buồng máy và hố thang 5. Mạch an toàn: là hệ thống các công tắc, rơ le ,tiếp điểm nhằm đảm bảo an toàn cho người , hàng hoá và thang máy khi hoạt động, cụ thể là:bảo vệ quá tải cho động cơ, thiết bị hạn chế tải trọng nâng,các công tắc hành trình,các tiếp điểm tại cửa cabin, cửa tầng, tại hệ treo cabin và tại bộ hạn chế tốc độ, các rơ le…Mạch an toàn ngắt tự động ngắt điện đến mạch động lực để dừng thang hoặc thang không hoạt động được trong các trường hợp sau: - mất điện,mất pha, đảo pha, mất đường tiếp đất… - quá tải - cabin vượt quá giới hạn đặt công tắc hạn chế hành trình. - đứt cáp hoặc tốc độ hạ cabin vượt qúa giá trị cho phép(bộ hạn chế tốc độ và bộ hãm bảo hiểm làm việc) -một trong các cáp nâng chùng quá giới hạn cho phép. - cửa cabin hoặc một trong các cửa tầng chưa đóng hẳn. Chương II: khảo sát đặc tính của thang máy và các yêu cầu điều khiển Khảo sát đặc điểm của thang Phụ tải thang máy thay đổi trong một phạm vi rất rộng, nó phụ thuộc vào lưọng hành khách đi lại trong một ngày đêm và hướng vận chuyển hành khách. Ví dụ như thang máy lắp đặt trong nhà hành chính, buổi sáng đầu giờ làm việc, hành khách đi nhiều nhất theo chiều nâng, còn buổi chiều cuối giờ làm việc sẽ là lượng hành khách nhiều nhất đi theo chiều xuống. Bởi vậy , khi thiết kế thang máy phải tính cho phụ tải “ xung ” cực đại. Để thuận tiện cho việc chọn thang người ta phân các loại nhà theo mục đích sử dụng thành các nhóm cơ bản sau: Nhà hành chính: Nhà ở: Khách sạn: Bệnh viện Trong mỗi nhóm lại có thể được chia nhỏ để có thể chọn thang máy có tính năng kỹ thuật phù hợp hơn. Ví dụ nhóm nhà hành chính có thể phân thành nhà hành chính thuần túy(cơ quan bộ,cơ quan hành chính sự nghiệp…) và nhóm nhà hành chính có kết hợp với sản xuất,nghiên cứu khoa học… Dù các toà nhà cũng như chủng loại thang rất là đa dạng ,song mục đích việc chọn thang như trên đã nêu phải thoả mãn được các yêu cầu vận chuyển đủ số hành khách trong thời gian nhất định mà không phải chờ lâu cũng như phải ở trong cabin quá lâu.Thực tế lượng hành khách thay đổi cần vận chuyển lại thay đổi không theo quy luật nhất định,mà thay đổi theo những giờ khác nhau trong ngày tuỳ theo tính chất ,đặc điểm , mục đích sử dụng của toà nhà.Điểm chung của sự thay đổi này có những giờ cần vận chuyển nhiều hành khách được gọi là giờ cao điểm. 1 2 3 Giờ làm việc 9h Đồ thị tỷ lệ hành khác tại giờ cao điểm năng suất vận chuyển trong 5 phút năng suất trong 45 phút năng suất trong 1h Tất nhiên giờ cao điểm với từng loại toà nhà cũng khác nhau.ví dụ như hình vẽ trên xác định hành khách tại giờ cao điểm trong toà nhà thương mại có giờ làm việc bắt đầu từ 9h sáng. Việc phân tích dòng hành khách tại giờ cao điểm sẽ thấy là một bước không thể bỏ qua khi lựa chọn thang máy song khả năng vận chuyển hành khách như nêu trên chưa phản ánh đầy đủ chất lượng phục vụ của thang được thể hiện bằng thời gian hành khách phải chờ đợi ở bến chính tại giờ cao điểm,nên khi chọn thang cả hai chỉ tiêu về khả năng vận chuyển (hay còn gọi là năng suất vận chuyển) và chất lượng phục vụ phải được phân tích đầy đủ để tìm giải pháp hợp lý. Lưu lượng hành khách đi thang máy trong thời điểm cao nhất được tính trong thời gian 5 phút, được tính theo biểu thức sau: trong đó: A-tổng số người làm việc trong ngôi nhà N - số tầng của ngôi nhà a - số tầng mà người làm việc không sử dụng thang máy (thường lấy a = 2) - chỉ số cường độ vân chuyển hành khách , đặc trưng cho số lượng khách (biểu diễn dưới dạng %) khi đi lên hoặc xuống trong thời gian 5’ . Đại lượng Q5 phụ thuộc vào tính chất của ngôi nhà mà thang máy phục vụ : đối với nhà chung cư Q5 % = (4 6)% ;khách sạn Q5% = (7 10) %; công sở Q5 % = (20 30) %. Năng suất vận chuyển hành khách Việc xác định chính xác số lượng hành khách cần vận chuyển bằng thang máy (hoặc một nhóm thang máy) trong ngày cho toà nhà nhìn chung là không thể thực hiện được, vì vậy khi xác định năng suất vận chuyển hành khách để từ đó xác định trọng tải định mức của thang, người ta quy ước tính tính năng suất cần thiết của thang từ tỷ số i là tỷ số giữa lượng lớn nhất hành khách cần vân chuyển trong năm phút tại giờ cao điểm và số lượng hành khách tại chỗ trong toà nhà. Năng suất của thang máy theo một hướng trên một đơn vị thời gian và được tính theo biểu thức sau : P = (2.1) Trong đó : P - là năng suất của thang máy tính cho 1 giờ; E - trọng tải định mức của thang máy (số lượng người đi được cho 1 lần vận chuyển của thang máy); - hệ số lấp đầy phụ tải của thang máy ; H - chiều cao nâng (hạ) , m; V - tốc độ di chuyển của buồng thang ,m/s; - tổng thời gian khi thang máy dừng ở mỗi tầng (thời gian đóng , mở cửa buồng thang , cửa tầng , thời gian ra, vào của hành khách) và thời gian tăng, giảm tốc buông thang ; = (t1 +t2 +t3)(md + 1) + t4 + t5 + t6 Trong đó : t1 - thời gian tăng tốc ; t2 - thời gian giảm tốc ; t3 - thời gian đóng mở cửa ; t4 - thời gian đi vào của một hành khách ; t5 - thời gian đi ra của một hành khách ; t6 - thời gian khi buồng thang chờ khách đến chậm ; md - số lần dừng của buồng thang (tính theo xác suất) Số lần dừng md (tính theo xác suất có thể xác định dựa trên đồ thị hình 3.26) Hình 3.26 đồ thị xác định số lần dừng(tính theo xác suất) của buồng thang. Md - số lần dừng; mt – số tầng ; E - số người trong buồng thang. Theo biểu thức (2.1) ta thấy rằng năng suất của thang máy tỷ lệ thuận với trọng tải của buồng thang E và tỷ lệ nghịch với ,đặc biệt là đối với thang máy có trọng tải lớn. Còn hệ số lấp đầy phụ thuộc chủ yếu vào cường độ vận chuyển hành khách thường lấy bằng : Tính chọn công suất động cơ chuyền động thang máy Để xác định được công suất động cơ truyền động di chuyển buồng thang (của thang máy) cần phải có các điều kiện thông số sau : - Sơ đồ động học của cơ cấu nâng của thang máy. - Trị số tốc độ và gia tốc giới hạn cho phép. - Trọng tải của thang máy. - Khối lượng của buồng thang và đối trọng (nếu có). - Chế độ làm việc của thang máy. Tính chọn công suất động cơ thực hiện theo các bước sau : - Chọn sơ bộ công suất động cơ dựa trên công suất cản tĩnh. - Xây dựng biểu đồ phụ tải toàn phần có tính đến phụ tải trong các chế độ quá độ. - Kiểm tra công suất động cơ đã chọn theo điều kiện phát nhiệt (theo phương pháp dòng điện đẳng trị hoặc mômen đẳng trị). Công suất cản tĩnh của động cơ khi nâng tải không dùng đối trọng được tính theo biểu thức sau : (2.2) Trong đó : G - khối lượng của hàng hoá, kg; - khối lượng của buồng thang, kg ; v - tốc độ nâng hàng, m/s ; - hiệu suất của cơ cấu nâng (thường lấy bằng = 0,5 0.8) ; g - gia tốc trọng trường, m/ Khi có đối trọng, công suất cản tĩnh khi nâng tải của động cơ được tính theo biểu thức : (2.3) và khi hạ tải : (2.4) Trong đó : - công suất cản tĩnh của động cơ khi nâng có dùng đối trọng, kW ; - công suất cản tĩnh của động cơ khi hạ có dùng đối trọng, kW ; k - hệ số có tính đến ma sát trong các thanh dẫn hướng của buồng thang và đối trọng (thường chọn k = 1,15 1,3); - khối lượng của đối trọng, kg. Khi tính chọn khối lượng của đối trọng G, làm sao cho khối lượng của nó cân bằng được với khối lượng của buồng thang G và một phần khối lượng của hàng hoá G. Khối lượng của đối trọng được tính theo biểu thức sau : (2.5) Trong đó : - hệ số cân bằng, trị số của nó thường lấy bằng = 0.3 0.6. Phần lớn các thang máy chở khách chỉ vận hành đầy tải trong những giờ cao điểm, thời gian còn lại luôn làm việc non tải nên nên thường lấy bằng : = 0.34 0.5 Đối với thang máy chở hàng khi nâng thường làm việc đầy tải, còn khi hạ thường không tải (G = 0) nên chọn = 0,5. Dựa trên hai biểu thức (2.2) và (2.3) có thể xây dựng biểu đồ phụ tải (đơn giản hoá) của động cơ truyền động và chọn sơ bộ công suất động cơ trong các sở tay tra cứu. Để xây dựng biểu đồ phụ tải toàn phần (biểu đồ phụ tải chính xác) cần phải tính đến thời gian tăng tốc, thời gian hãm của hệ truyền động, thời gian đóng, mở cửa buồng thang và cửa tầng, số lần dừng của buồng thang, thời gian ra, vào buồng thang của hành khách trong thời gian cao điểm. Thời gian ra vào của hành khách thường lấy bằng 1s cho một hành khách. Số lần dừng của buồng thang (tính theo xắc suất) md được tính chọn dựa trên các đường cong trên hình 3.26. Mặt khác khi tiến hành xây dựng biểu đồ phụ tải toàn phần cũng cần phải tính đến một số yếu tố khác phụ thuộc vào chế độ vận hành và điều kiện khai thấc thang máy như : thời gian chở khách, thời giant hang máy làm việc với tốc độ thấp khi đến tầng gần dừng, v.v … Khi tính chọn chính xác công suất động có truyền động thang máy cần phân biệt haichế độ của tải trọng : tải trọng đồng đều (hầu như không đổi) và tảI trọng biến đổi. Phương pháp tính chọn công suất động cơ với chế độ tải trọng đồng đều thực hiện theo các bước sau : Tính lực kéo của cáp đặt lên vành bánh ngoài của puli kéo cáp trong cơ cấu nâng, khi buồng thang chất đầy tải đứng ở tầng 1 và các lần dừng theo dự kiến. (2.6) Trong đó : - số lần dừng theo dự kiến của buồng thang ; - độ thay đổi của tải trọng sau mỗi lần dừng, kg thường lấy bằng = ; trong đó - số lần dừng buồn thang (theo dự kiến) được xác định trên dường cong hình 3.26. tính mômen theo lực kéo Với F > 0 Với F < 0 Trong đó : R - bán kính của puli kéo cáp, m ; i - tỷ số truyền của cơ cấu nâng ; - hiệu suất của cơ cấu nâng. Tính tổng thời gian hành trình nâng và hạ của buồng thang bao gồm : Thời gian buồng thang di chuyển với tốc độ ổn định, thời gian tăng tốc, thời gian hãm và thời gian phụ khác (thời gian đóng, mở cửa, thời gian ra, vào buồng thang của hanh khách). Dựa trên kết quả của các bước tính toán trên, tính mômen đẳng trị và tính công suất của động cơ bảo đảm thỏa mãn điều kiện Xây dựng biểu đồ phụ tải toàn phần của hệ truyền động có tính đến quá trình quá độ, tiến hành kiểm nghiệm động cơ theo dòng điện đẳng trị. Đối với chế độ phụ tải không đồng đều (biến đổi), các bước tính chọn công suất động cơ truyền động tiến hành theo các bước trên. Nhưng để tính lực kéo đặt lên puli kéo cáp phải có biểu đồ thay đổi của tải trọng theo từng tầng một khi buồng thang di chuyển lên và xuống. Các hệ truyền động dùng trong thang máy Khi thiết kế, tính chọn hệ truyền động cho thang máy phải dựa trên các yêu cầu chính sau : Độ dừng chính xác của buồng thang. Tốc độ di chuyển của buồng thang. Trị số gia tốc lớn nhất cho phép. Phạm vi điều chỉnh tốc độ yêu cầu. + Hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ (rôto lồng sóc và rô to dây quấn ) được sử dụng để truyền động các loại thang máy và máy nâng có tốc độ thấp và trung bình. Hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc thường dùng trong thang máy tốc độ thấp . Hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ rôto dây quấn thường dùng cho các loại thang máy trọng tải lớn, cho phép chất lượng của hệ thống truyền động khi tăng tốc và giảm tốc, nâng cao độ chính xác khi dừng. Hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc hai cấp tốc độ (có hai bộ dây quấn stato độc lập nối theo sơ đồ hình sao ) thường dùng trong các thang máy tốc độ trung bình. Số đôi cực của dây quấn stato động cơ thường chọn là : 2p = 6 à 2p = 24 hoặc 2p = 4 à 2p = 20, tương ứng với tốc độ đồng bộ của động cơ bằng : n0 =1000/250 vòng/phút hoặc 1500/300 vòng/phút. Hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc được cấp nguồn từ bộ biến tần thường dùng trong các thang máy tốc độ cao (khi v>1,5 m/s) , cho phép hạn chế được gia tốc và độ giật trong giới hạn cho phép và đạt độ chính xác khi dừng rất cao () Hệ truyền động một chiều thường dùng cho các thang máy tốc độ cao ( v 1,5 m/s). Thường dùng hai hệ truyền đông sau: + Hệ F - Đ có khuyếch đại trung gian làm nguồn cung cấp cho cuộn kích từ của máy phát .( Khuyếch đại trung gian có thể là máy điện khuyếch đại hoặc khuếch đại từ ). - Hệ T - Đ, máy phát một chiều được thay thế bằng bộ chỉnh lưu dùng tiristo. - Khi chọn động cơ truyền động thang máy phải dựa trên sơ đồ động học của cơ cấu nâng. Đối với thang máy và máy nâng khi dùng cơ cấu có hộp tốc độ, thường dùng loại động cơ xoay chiều kiểu A2, AO2 ; động cơ không đồng bộ có hệ số trượt cao kiểu AC, AOC ; động cơ hai cấp tốc độ và động cơ rôto dây quấn kiểu AK. Đối với thang máy tốc độ cao ( V >1,5 m/s), khi dùng cơ cấu nâng không có hộp giảm tốc thường chọn loại động cơ tốc độ chậm. Các nhà máy chế tạo điện cơ đã chế tạo ra loại động cơ một chiều chuyên dụng cho thang máy với công suất P = (28 40)kW và tốc độ định mức n = 83 vòng/phút. Đặc điểm đặc trưng cho chế độ làm việc của hệ truyền động thang máy Thang máy thường được lắp đặt trong môi trường khá là khắc nghiệt. Phòng máy thường được đặt ở thường được đặt tại đỉnh của toà nhà vì vậy máy nhiệt độ của phòng máy thường cao.Chế độ làm việc của động cơ là ngắn hạn lặp lại với tần số đóng cắt điện lớn, mở máy , hãm dừng liên tục.Do những đặc thù trên, ngành công nghiệp chế tạo máy điện sản xuất các loại động cơ chuyên dụng cho thang máy. Các loại động cơ đó là : Động cơ KĐB ba pha rô to lồng sóc, rô to dây quấn, động cơ điện một chiều kích từ song song hoặc nối tiếp ảnh hưởng của tốc độ, gia tốc và độ giật đối với hệ truyền động thang máy Hinh 3 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của quãng đường S, tốc độ v , gia tốc a và độ giật theo thời gian Một trong những yêu cầu cơ bản đối với hệ thống truyền động thang máy là phải đảm bảo cho buồng thang di chuyển êm. Buồng thang di chuyển êm hay không, phụ thuộc chủ yếu vào trị số gia tốc của buồng thâng khi mở máy và hãm dừng. Những tham số chính đặc trưng cho chế độ làm việc của thang máy là : tốc độ di chuyển buồng thang v [m/s], gia tốc a [m/] và độ giật [m/]. Trên hình 3.33 biểu diễn các đường cong : quãng đường đi của thang máy S, tốc độ v, gia tốc a, và độ giật theo hàm thời gian t. Từ biểu thức (3.20) ta rút ra nhận xét rằng : trị số tốc độ di chuyển buồng thang quyết định năng suất của thang máy, trị số tốc độ di chuyển đặc biệt có ý nghĩa quan trọng đối với thang máy trong các nhà cao tầng. Những thang máy tốc độ cao (v > 3,5 m/s) phù hợp với chiều cao nâng lớn, số lần dừng ít. Trong trường hợp này thời gian khi tăng tốc và giảm tốc rất nhỏ so với thời gian di chuyển của buồng thang với tốc độ cao, trị số tốc độ trung bình của thang máy gần đạt bằng tốc độ định mức của thang máy. Mặt khác, cần phải nhớ rằng, trị số tốc độ di chuyển của buồng thang tỷ lệ thuận với giá thành của thang máy. Nếu tăng tốc độ của thang máy từ v = 0,75 m/s lên v = 3,5 m/s, giá thành của thang máy tăng lên (4 5) lần. Bởi vậy tuỳ thuộc vào độ cao cảu nhà mà thang máy phục vụ để chọn trị số di chuyển của thang máy phù hợp với tốc độ tối ưu, đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật. Trị số tốc độ di chuyển trung bình của thang máy có thể tăng bằng cách giảm thời gian tăng tốc và giảm tốc của hệ truyền động thang máy, có ý nghĩa là tăng gia tốc. Nhưng khi buồng thang di chuyển với gia tốc quá lớn sẽ gây ra cảm giác khó chịu cho hành khách (chóng mặt, có cảm giác sợ hãi và nghẹt thở v.v…). Bởi vậy, trị số gia tốc được chọn tối ưu là a 2 m/. Một đại lượng khác quyết định sự di chuyển êm của buồng thang là tốc độ tăng của gia tốc khi mở máy và tốc độ giảm của gia tốc khi hãm máy. Nói cách khác đó là độ giật(đạo hàm bậc nhất của gia tốc ). Khi gia tốc a < 2m/, trị số độ giật của tốc độ tối ưu là < 20m/. Biểu đồ làm việc tối ưu của thang máy với tốc độ trung bình và tốc độ cao được biểu diễn trên hình 3.33. Biểu đồ nầy có thể phân thành 5 giai đoạn theo tính chất thay đổi tốc độ di chuyển buồng thang : tăng tốc, di chuyển với tốc độ ổn định, hãm xuống tốc độ thấp, buồng thang đến tầng và hãm dừng. Biểu đồ tối ưu (hình 3.33) sẽ đạt được nếu dùng hệ truyền động một chiều hoặc dùng hệ biến tần - động cơ xoay chiều. Nếu dùng hệ truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc hai cấp độ, biểu đồ làm việc đạt gần với biểu đồ tối ưu như hình 3.33. Đối với thang máy tốc độ chem., biểu đồ làm việc có 3 giai đoạn : thời gian tăng tốc (mở máy), di chuyển với tốc độ ổn định và hãm dừng. Dừng chính xác buồng thang Buồng thang của thang máy cần phải dừng chính xác so với mặt bàng của sàn tầng cần đến sau khi hãm dừng. Nếu buồng thang dừng không chính xác sẽ gây ra các hiện tượng bất lợi sau : - Đối với thang máy chở khách, làm cho hành khách ra vào buồng thang khó khăn hơn, tăng thưòi gian ra, vào dẫn đến giảm năng suất của thang máy. - Đối với thang máy chở hàng gây khó khăn trong việc bốc và xếp dỡ hàng hóa. Trong một số trường hợp không thực hiện được việc bốc xếp, dỡ hàng hoá. Để khắc phục hậu quả đó, có thể ấn nhấp các nút bấm đến tầng (ĐT) lắp trong buồng thang để đạt độ chính xác denàg buồng thang theo yêu cầu, nhưng nó sẽ dẫn đến các vấn đề không có lợi sau : - hỏng các thiết bị điều khiển. - Gây tổn thất năng lượng trong hệ truyền động, nếu dùng động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc truyền động thang máy sẽ dẫn đến gây ra sự phát nóng của đông cơ quá giới hạn cho phép. - Gây hỏng các thiết bị cơ khí của thang máy. - Tăng thời gian từ lúc phanh hãm tác động cho đến khi buồng thang dừng hẳn. Độ dừng chính xác của buồng thang được đánh giá bằng đại lượng (hình 3.34). hình 3.34 a) Sơ đồ xác định độ chính xác khi dừng buồng thang ; b) Sự phụ thuộc của độ dừng chính xác S của buồng thang vào trị số tốc độ và gia tốc Đường ; đường ; đường là một nửa hiệu số của hai quãng đường cuả buồng thang trượt đI được từ khi phanh hãm điện từ tác động đến khi buồng thang dừng hẳn khi có tải và không có tải theo cùng một hướng di chuyển của buồng thang. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dừng chính xác của buồng thang gồm : mômen do cơ cấu phanh hãm điện từ sinh ra, mômen quán tính của buồng thang và tải trọng, trị số tốc độ di chuyển buồng thang khi bắt đầu hãm dừng và một số yếu tố phụ khác. Quá trình hãm dừng buồng thang xảy ra như sau : Khi buồng thang đi gần đến sànm tầng cần dừng, sẽ tác động vào cảm biến vị trí (công tắc chuyển đổi tầng) ra lện dừng buồng thang. Các thiết bị chấp hành trong sơ đồ điều khiển thang máy (rơle, công tắc tơ) có thời gian tác động là t (quán tính điện từ của phần tử chấp hành), trong quãng thời gian đó, buồng thang đi được quãng đường S’ cho đến khi phanh hãm điện từ tác động là : [m] (2.7) Trong đó : - trị số độ di chuyển cảu buồng thang khi bắt đầu hãm, m/s. Sau khi phanh hãm điện từ tác động (má phanh của phanh hãm điện từ ép chặt vào trục động cơ truyền động) là quá trình hãm dừng buồng thang. Trong thời gian nàt buồng thang đi được một quãng đường là . [m] (2.8) Trong đó : m – là khối lượng tất cả các khâu chuyển động của thang máy, kg ; - lực ép do cơ cấu phanh hãm điện từ sinh ra (N) ; - lực cản tĩnh do tải trọng gây ra (N). Dấu (+) hoặc dấu (-) trong biểu thức (3.29) tuỳ thuộc vào chế độ làm việc buồng thang : Khi hãm (+), khi chuyển động (-). Biểu thức (3.29) có thể viết đưới dạng khác như sau : [m] (2.9) Trong đó : J - mômen quán tính quy đổi về trục động cơ truyền động, kgm2 ; Mph, Mc -mômen do cơ cấu phanh hãm điện từ sinh ra và mô men cản tĩnh do tải trọng gây ra , N.m ; - tốc độ góc của động cơ khi bắt đầu hãm dừng, rad/s ; D - đường kính của puli kéo cáp , m; i - tỷ số truyền. Quãng đường buồng thang đi được từ khi cảm biến vị trí ra lệnh dừng đến khi buồng thang dừng tại sàn tầng dừng bằng : Bộ cảm biến vị trí được đặt cách sàn tầng ở một khoảng cách nào đó để hiệu số của hai quãng đường của buồng thang đi được đầy tải và khi không tải chia đôi thành hai phần bằng nhau so với mức của sàn tầng . Sai số lớn nhất ( độ dừng không chính xác lớn nhất ) được tính theo biểu thức sau : Trong đó : S1 - quãng đường trượt nhỏ nhất của buồng thang ; S2 - quãng đường trượt lớn nhất của buồng thang ; Phân tích biểu thức (3.31) ta rút ra kết luận : các thông số ảnh hưởng đến độ chính xác khi dừng buồng thang gồm : J mô men quán tính của các phần tử chuyển động của buồng thang . quán tính điện từ của các phần tử chấp hành trong sơ đồ điều khiển của thang máy. Mph ,MC mô men do cơ cấu phanh hãm điện từ sinh ra và tải trọng của thang máy . Đối với một thang máy , ba thông số trên có thể coi như không đổi Một thông số quan trọng nhất ảnh hưởng đến độ dừng chính xác của buồng thang là đại lượng V0 (tốc độ di chuyển của buồng thang khi bắt đầu hãm dừng ). Để nâng cao độ chính xác dừng buồng thang đối với thang máy dừng, giảm tốc độ di chuyển của buồng thang khi bộ cảm biến vị trí cho lệnh dừng buồng thang. Để đánh giá độ chính xác dừng buồng thang phụ thuộc vào tốc độ V0 và gia tốc của buồng thang , có thể khảo sát theo đường cong trên hình 3.34b. Đối với thang máy, độ không chính xác khi dừng buồng thang cho phép là: hệ biến tần động cơ và hệ thống điều khiển pLc 1. sơ đồ khối của hệ biến tần động cơ PLC điều khiển trung tâm Biến tần Biến tần động cơ nâng hạ động cơ đóng mở cửa các cảm biến đầu vào Nguồn dự phòng Hệ thống rơle Hệ thống phụ trợ phanh 2. Giới thiệu về biến tần 3g3mv của omron 1.1 Đặt vấn đề. Để thay đổi tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha một cách bằng phẳng tuyến tính trong phạm vi rộng, cần nguồn xoay chiều có thể thay đổi được tần số người ta sử dụng hệ thống biến tần. Biến tần 3G3MV đáp ứng được tiêu chuẩn châu âu EC và UL/CUL cho việc lưu hành trên toàn thế giới. Vì vậy khi sử dụng biến tần 3G3MV của omron đảm bảo được sự làm việc ổn định, mức độ tin cậy cao, cho phép phạm vi điều chỉnh rộng, làm việc an toàn.v.v. 1.2 Tổng quan về biến tần 3G3MV và chức năng hoạt động. Hình 2.1: Biến tần 3G3MV Biến tần 3G3MV có thể hoạt động ở chế độ cơ bản và có các chức năng hoạt động cao cấp. Đối với các chức năng hoạt động cơ bản ta phải cài đặt đầy đủ các thông số cho nó như lựa chọn chế độ hoạt động phù hợp, chế độ điều khiển được lựa chọn là tại chỗ hay từ xa ... Còn đối với các chức năng hoạt động cao cấp ta có thể đặt tần số mang, phát hiện quá momen, bù momen và bù trượt... Các chức năng hoạt động cơ bản. - Đặt chế độ điều khiển (n002). - Đặt chế độ tại chỗ/từ xa (n004 và n008). -Lựa chọn lệnh hoạt động. - Đặt tần số chuẩn... . Các chức năng hoạt động cao cấp. - Đặt tần số mang (n046). - Chức năng phanh hãm DC. - Chống tụt tốc độ. - Chức năng phát hiện quá momen. - Chức năng bù momen. - Chức năng bù trượt. - Điều khiển tiết kiệm năng lượng. - Truyền thông. - Chức năng PID... . 2 2.1 chương III: xây dựng hệ thống điều khiển và lập trình điều khiển thang máy Phương pháp mô tả mạch trình tự Có nhiều phương pháp mô tả thường được dùng trong phân tích và tổng hợp mạc trình tự.Đó là các phương pháp bảng chuyển trạng thái,phương pháp đồ hình trạng thái (đồ hình Mealy và đồ hình Moore), phương pháp lưu đồ nhưng ta chỉ xét phương pháp bảng chuyển trạng thái là đơn giản và dễ xét nhất với phương pháp này thì các trạng thái đầu ra của ta sẽ được tổ hợp bởi các trạng thái đầu vào.Sau đây là nội dung của phương pháp bảng chuyển trạng thái Phương pháp này mô tả quá trình chuyển đổi trạng thái dưới hình thức bảng. Trong bảng hình 1 dưới bao gồm: Các cột của bảng ghi các biến vào và các biến ra.Các tín hiệu vào là các tín hiệu điều khiển(…) có thể là tín hiệu điều khiển của người vận hành ,của thiết bị chương trình hoặc các tín hiệu phát ra từ các thiết bị công nghệ. Các tín hiệu ra (Y1,Y2…) là tín hiệu kết quả của quá trình điều khiển và ghi ở cột đầu ra Các hàng của bảng ghi các trạng thái trong của mạch (S1,S2,S3…). Số hàng của bảng chỉ rõ số trạng thái của hệ. Các ô giao nhau của cột biến vào và các hàng trạng thái sẽ ghi trạng thái của mạch.Nếu trạng thái mạch không trùng với tên hàng thì đó là trạng thái không ổn định. Các ô giao nhau của cột tín hiệu ra và các hàng trạng thái sẽ ghi giá trị tín hiệu ra tương ứng. ở bảng trên hình 2 , là các tín hiệu vào Y1, Y2 là các tín hiệu ra .Hệ có 3 trạng thái :S1 ( làm việc ở tốc đọ thấp) ,S2 (đảo chiều quay), S3(dừng máy). Mỗi trạng thái của mạch có thể diễn đạt bằng ngôn ngữ và kèm theo một con só để gọi tên trạng thái đó.Ví dụ ta xét trạng thái S1 lúc này máy hoạt động ở tốc độ thấp .Nếu lúc này cho biến tác động thì máy vẫn làm việc ở chế độ thấp (trạng thái S1 là trạng thái ổn định), nếu cho biến tác động thì máy sẽ chuyển sang trạng thái S2, nhưng trạng thái S2 ghi ở hàng S1 là trạng thái không ổn định -trạng thái trung gian ,mạch đang chuẩn bị chuyển sang trạng thái ổn định khác ,nếu cho biến tác động thì mạch sẽ chuyển từ trạng thái S1 sang trạng thái S3(trạng thái S3 không ổn định). Các biến đầu ra Y1, Y2 lúc này đều bằng 0. Tương tự như vậy ta sẽ lý giải các trạng thái kết quả ở hàng 2, hàng 3. Khi bảng trạng thái chuyển chỉ có một tín hiệu thì có thể không dùng cột tín hiệu ra, các giá trị tín hiệu ra được ghi luôn vào các ô trạng thái chuyển (hình 3) Trạng Thái tín hiệu vào tín hiệu ra Y1 Y2 S1 S2 S3 Hình 1 Trạng thái tín hiệu vào Tín hiệu ra Y1 Y2 S1(tốc độ thấp) S1 S2 S3 0 0 S2(đảo chiều quay) S1 S2 1 0 S3(ngưng máy) S3 0 0 Hình 2 Điều quan trọng nhất ở đây là ghi được đầy đủ và đúng các trạng thái ở trong của các ô của bảng.Có hai cáh thực hiện công việc này: Cách 1 . Trước hết dựa vào các dữ liệu bài toán, các hiểu biết về quá trình công nghệ ,từ đó ghi các trạng thái hiển nhiên có. Tiếp theo các trạng thái chuyển rõ ràng (các trạng thái này có so ghi trạng thái khác với các thứ tự các hàng các trạng thái xuất phát ), nếu trạng thái nào không chắc chắn thì để trống, sẽ bổ sung sau. Cách 2. Phân tích xem xét từng ô để điền trạng thái .Việc làm này là logic, chặt chẽ và rõ ràng , tuy nhiên nhiều khi phân tích không thể quá chi ly để dẫn đến khả năng phân biệt giữa các ô có trạng thái gần như nhau, do vậy rất khó điền đầy đủ các ô. Biến (V) Trạng thái (S) S1 S2/1 S4/0 S4/0 S2 S4/1 S4/0 S4/1 S2 S4/1 S4/1 S4/1 S4 S4/1 S4/0 S4/0 S5 S4/0 S4/0 S4/0 Hình 3 Tổng hợp mạch trình tự Bài toán tổng hợp mạch trình tự là bài toán khó, hơn nữa tù một yêu cầu đề ra lại có nhiều cách giải quyết khác nhau , do vậy vấn đề chung ở đây là phải dựa vào một chỉ tiêu tối ưu nào đó, đồng thời để tìm được lời giải tối ưu thì ngoài các suy luận toán học logic người thiết kế còn phải tận dụng các kinh nghiệm thực tế rất phong phú và đa dạng . ở đây chỉ nêu ra một số bước thực chung và các ví dụ cụ thể để minh hoạ phương pháp tổng hợp mạch trình tự. Tổng hợp theo bảng trạng thái Trình tự của các bước như sau: Thành lập bảng chuyển trạng thái.Thực chất đây là việc diễn đạt các yêu kỹ thuật thành ký hiệu kiểu bảng Thành lập bảng kích thích và bảng đầu ra Tìm hàm logic tối giản và chon mạch Có nhiều phương pháp để tối giản bảng trạng thái nhưng ta dùng phương pháp tổng hợp bảng trạng thái rút gọn bằng bảng cac-no . Xây dựng các khối chức năng chính của thang Từ phương pháp tổng hợp bảng trạng thái ta sẽ đưa ra các đặc tính của thang máy và từ đó tổng hợp được trạng thái đầu ra .Từ các phương trình trạng thái lập đựơc với đầu vào ta sẽ viết chương trình lad cho thang.Các khối chức năng chính của thang gồm có: Xác định các yêu cầu phục vụ và lưu giữ các yêu cầu đó Bài toán xác định vị trí hiện tại của buồng thang Bài toán xác định hành trình hiện tại của thang(đang nâng hay đang hạ) Nâng-hạ buồng thang Điều khiển dừng buồng thang Bài toán đóng- mở cửa buồng thang Điều khiển Quạt và đèn trong thang Sự cố (hỏng hóc thiết bị truyền động,các thiết bị cơ khí; các cảm biến(quá hành trình, quá trọng tải, sai hành trình); sự cố nguồn,...) Điều khiển thang máy chở người (9 tầng) ta sẽ ký hiệu để tổ hợp và đưa ra phương trình trạng thái cho đơn giản. Trong buồng thang có 9 nút đến các tầng ( ĐT ) để lựa chọn các tầng cần di chuyển tới lần lượt là (DT1,DT2,DT3,DT4,DT5,DT6,DT7,DT8,DT9) và 2 nút đóng mở cửa cưỡng bức là (ĐC, MC) . Ngoài buồng thang trên mỗi tầng còn có các nút gọi tầng 9 tầng sẽ có 16 nút gọi tầng ( GT ).Ta sẽ ký hiệu GTL(là nút gọi tầng lên ), GTX (là gọi tầng xuống). Các nút gọi tầng lần lượt là :GTL1 (Gọi tầng đi lên ở tầng 1), GTL2,GTL3,GTL4,GTL5,GTL6,GTL7,GTL8 và các nút gọi tầng xuống GTX9 (Gọi tầng xuống ở tầng 9),GTX8,GTX7,GTX6,GTX6,GTX5,GTX4,GTX3,GTX2 . Các nút ĐT, GT khi được nhấn trạng thái đó sẽ phải được lưu lại chờ đến khi được xử lý. Các yêu cầu ĐT ,GT được xử lý khi thang máy rỗi hoặc khi đang cùng hành trình chuyển động của buồng thang vì thang máy của chúng ta lập trình ưu tiên theo hành trình. Khi buồng thang đến tầng yêu cầu ,nó huỷ yêu cầu đã được xử lý, dừng lại một thời gian để mở cửa đón trả khách hoặc có thể lâu hơn nếu được nhấn nút cưỡng bức.Sau đó nếu còn yêu cầu nó tiếp tục được xử lý nếu không nó sẽ dừng tại vị trí tầng này. xử lý yêu cầu của các tầng các tầng giống nhau nên ta chỉ viết một tầng là có thể suy ra các tầng khác dưới đây là viết cho tầng 2 1. Xác định các yêu cầu phục vụ và lưu giữ các yêu cầu đó Các yêu cầu của hành khách phải được xử lý khi thang máy đang hoạt động tại bất kỳ thời điểm nào. Bài toán đặt ra là phải lưu được trạng thái yêu cầu của các nút gọi tầng trong buồng thang cũng như nút đến tầng ở tại các tầng. Lưu tất cả các lệnh nằm ngoài không cho phép di chuyển đến so với lệnh ưu tiên nhất, đồng thời lưu tất cả các lệnh không cùng hành trình chính (được xác định là nhờ biến trung gian đang nâng hoặc đang hạ), sau khi thực hiện xong các lệnh chính, thang máy sẽ quay trở lại thực thi các lệnh đã được lưu. 2. bài toán xác định vị trí hiện tại của buồng thang. Vị trí hiện tại của buồng thang là điều kiện đầu vào để xác định được rơle tầng. 3. Bài toán xác định hành trình hiện tại của buồng thang(đang nâng hay đang hạ). Bài toán sẽ là một bước trung gian để chúng ta xử lý lệnh ưu tiên theo hành trình. Nếu tín hiệu đang nâng được set thì tất cả các lệnh gọi theo chiều lên sẽ được ưu tiên xử lý đến khi hết một hành trình lên và ngược lại. 4. Nâng hạ buồng thang Nâng hạ buồng thang là tín hiệu đầu ra đưa vào biến tần để điều khiển động cơ. 5. Điều khiển dừng buồng thang Dừng buồng thang chính xác là rất quan trọng bởi khi dừng thiếu chính xác có thể gây ra các sự cố. Nếu dừng có độ sai lệnh ít thì có thể gây ra sự di chuyển khó khăn cho các phương tiện xe đẩy hàng vào buồng thang. Nếu thiếu chính xác nhiều có thể gây kẹt cửa không mở được cửa và gây ra nhiều sự cố khác. Lệnh dừng buồng thang được dừng khi buồng thang đến đúng vị trí tầng cần đến. Các điều kiện an toàn của dừng buồng thang gồm có : các cửa tầng chưa đóng, cửa buồng thang chưa đóng, tốc độ quá giới hạn cho phép hoặc đứt cáp treo v.v… Các biến đầu vào của dừng thang gồm có : các công tắc tầng tại các tầng và các rơ le tầng. Các công tắc tầng gồm có CTT1, CTT2, CTT3, CTT4, CTT5, CTT6,CTT7, CTT8, CTT9, CTT10. Ta bố trí 10 công tắc tầng cho thang máy 9 tầng vì vậy chúng ta sẽ xét 2 công tắc tầng là một cặp để xác định buồng thang đang ở tầng nào. Ví dụ khi thang máy đang ở tầng 1 thì buồng thang sẽ tác động lên 2 công tắc tầng là (CTT1, CTT2) , buồng thang đang ở tầng 2 sẽ tác động lên 2 công tắc tâng là (CTT2, CTT3) tương tự với các tầng khác. Các Rơle tầng (RLT) là biến trung gian để xác định được các biến chọn tầng (ChọnT) cần dừng. Tại mỗi tầng cũng sẽ có tương ứng một rơle tầng và một biến chọn tầng. Với thang máy của ta sẽ có các biến như sau: rơle tầng 1(RLT1), rơle tầng 2(RLT2), rơle tầng 3(RLT3) , rơle tầng 4(RLT4) , rơle tầng 5(RLT5) , rơle tầng 6(RLT6) , rơle tầng 7(RLT7) , rơle tầng 8(RLT8) , rơle tầng 9(RLT9). Trạng thái chọn tầng gồm có : chọn tầng 1(ChonT1), chọn tầng 2(ChonT2), chọn tầng 3(ChonT3), chọn tầng 4(ChonT4), chọn tầng 5(ChonT5), chọn tầng 6(ChonT6), chọn tầng 7(ChonT7), chọn tầng 8(ChonT8), chọn tầng 9(ChonT9). Lưu đồ của trạng thái dừng : vị trí thang bằng tầng và đúng với yêu cầu ưu tiên Dừng buồng thang Di chuyển buồng thang No Đóng mở cửa thang Bảng trạng thái cho bài toán điều khiển dừng thang: ChọnT CTT Dừng 1 1 1 Từ bảng trạng thái ta suy ra phương trình logic cho dừng buồng thang: Để xác định được trạng thái chọn tầng (ChonT) thì phải qua một số bước trung gian tạo ra các biến phụ xử lý đầu vào. Ta thêm biến trung gian rơle tầng (RLT) dùng để xử lý các yêu cầu của hành khách khi thang máy đang chạy. Ta có lưu đồ xác định rơ le tầng: CĐT CGTL CGTX CTT x_1 CTT x_3 ĐH ĐN Phương trình logic RLT CĐT: có người gọi trong buồng thang. CGT x: có người gọi tầng lên hoặc xuống CTT x_1,CTT x_3 : biến trung gian xác định buồng thang đang ở trên của tầng cần dừng hay ở dưới. ĐN,ĐH : biến trung gian xác định thang đang nâng hay đang hạ để ưu tiên xử lý theo hành trình Bảng trạng thái cho rơle tầng: CĐT2 CGTL2 CGTX2 CTT2_1 CTT2_3 ĐN ĐH RLT2 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 *tổng hợp phương trình lôgic ta được kết quả như sau: Tương tự vậy viết cho các trường hợp các tầng khác: 6. Bài toán đóng mở cửa Đóng mở cửa buồng thang cho phép hành khách và hàng hoá có thể di chuyển ra và vào buồng thang một cách hợp lý, an toàn khi thang máy hoạt động. Cụ thể là khi buồng thang đang nâng hoặc hạ thì cửa buồng thang không được phép mở ra gây nguy hiểm cho hành khách. Cửa buồng thang được mở tự động trong thời gian quy định khi thang máy dừng tại tầng nào đó sau đó tự động đóng lại và cửa cũng có thể được đóng mở cưỡng bức nhờ nút đóng mở cửa cưỡng bức trong buồng thang hoặc khi có yêu cầu gọi tầng của chính hành khách tại tầng đó khi thang máy chưa nâng hoặc hạ. Hoặc khi thang đang đóng thì gặp chướng ngại vật không thể đóng cửa thang. Lưu đồ sau xác định các trạng thái của đóng mở cửa: Dừng đợi mở 5 s Đóng cửa Chạm cảm biến động Xoá lệnh Mở cửa Cửa chạm cảm biến chưa No No Lệnh = Vị trí Để điều khiển đóng mở cửa ta có các tổ hợp biến đầu vào gồm có: đóng cưỡng bức(DCB) Mở cưỡng bức(MCB) Cảm biến vật cản khi đóng cửa(CBVC) Có yêu cầu của tầng ( yêu cầu gọi tầng và yêu cầu đến tầng)(YCT) Thời gian đặt để đóng mở cửa.(T) Cảm biến hành trình đã mở hết cửa(CBMC) Cảm biến hành trình đã đóng hết cửa(CBDC) Xét trường hợp mở cửa ta thấy rằng để tổ hợp biến đầu vào cho đầu ra mở cửa ta thấy: Các biến yêu cầu tầng(YCT),cảm biến hành trình đóng(CBDC),cảm biến vật cản(CBVC) phải luôn luôn giữ ở trạng thái cố định.Như vậy chỉ còn lại 2 biến là đóng cưỡng bức(DCB),thời gian(T) ta cần tổ hợp. Bảng dưới thể hiện sự tổ hợp các trạng thái đầu vào đầu ra: DCB T CBT CBDC CBVC DC 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 Sau khi tổ hợp ta được phương trình logic cho trạng thái đóng cửa(DC) là: *với trường hợp tổ hợp cho mở cửa thì các biến tổ hợp đầu vào tương tự với trường hợp đóng cửa tuy nhiên thêm biến yêu cầu tầng: - các biến đầu vào của trường hợp mở cửa bao gồm - Mở cưỡng bức(MCB) - Thời gian để cho phép mở cửa(T) - Cảm biến tầng(cảm biến cho phép dừng chính xác tại tầng)(CBT). - Cảm biến hành trình mở hết cửa(CBMC). - Yêu cầu của tầng(YCT) - Cảm biến vật cản(CBVC) - trong các biến ở trên ta thấy các biến cảm biến tầng luôn = 1 ,cảm biến mở hết cửa cũng luôn bằng 0 vì nếu cảm biến mở hết cửa =1 thì không cần mở cửa,và cảm biến vật cản luôn = 1 thì cửa mới được mở ra bởi nếu cảm biến vật cản không có thì cửa sẽ đóng .còn lại 3 biến kia thay đổi ta sẽ tổ hợp trạng thái đầu vào cho đầu ra mở cửa.Dưới đây là bảng trạng thái tổ hợp: MCB T YCT CBT CBMC CBVC MC 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 -tổ hợp ta được phương trình trạng thái mở cửa như sau: 7. Bài toán điều khiển đèn và quạt buồng thang. 8. Bài toán xử lý các sự cố xảy ra đối với thang. PLC Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Control), viết tắt thành PLC, là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể hiện thuật toán đó bằng mạch số. Bộ điều khiển logic khả trình là ý tưởng của một nhóm kỹ sư hãng General Motors vào năm 1968 và họ đã đề ra các chỉ tiêu kỹ thuật nhằm đáp ứng những yêu cầu điều khiển trong công nghiệp: Dễ lập trình và dễ thay đổi chương trình điều khiển, sử dụng thích hợp trong nhà máy. Cấu trúc dạng module để dễ dàng bảo trì và sửa chữa. Tin cậy hơn trong môi trường sản xuất của nhà máy công nghiệp. Dùng linh kiện bán dẫn nên có kích thước nhỏ gọn hơn mạch role chức năng tương đương. Giá thành có khả năng cạnh tranh cao. Đặc trưng của kỹ thuật PLC là việc sử dụng vi mạch để xử lý thông tin. Các ghép nối logic cần thiết trong quá trình điều khiển được xử lý bằng phần mềm do người sử dụng lập nên và cài đặt vào. Chính do đặc tính này mà người sử dụng có thể giải quyết nhiều bài toán về tự động hóa khác nhau trên cùng một bộ điều khiển và hầu như không phải biến đổi gì ngoài việc nạp những chương trình khác nhau. Như vậy, với chương trình điều khiển trong mình, PLC trở thành một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với các PLC khác hoặc với máy tính). Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu nhớ trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình (khối OB, FC hoặc FB) và được thực hiện lặp theo chu kỳ của vòng quét (scan). Để thực hiện một chương trình điều khiển tất nhiên PLC phải có chức năng như một máy tính nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệ điều hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và phải có các cổng vào ra để giao tiếp được với đối tượng điều khiển và để trao đổi thông tin với môi trường xung quanh. Bên cạnh đó để phục vụ bài toán điều khiển số, PLC còn cần phải có thêm các khối chức năng đặc biệt khác như là bộ đếm (Counter), bộ thời gian (Timer) và các khối hàm chuyên dụng. Sự ra tăng những ứng dụng PLC trong công nghiệp đã thúc đẩy các nhà sản xuất trên thế giới hoàn chỉnh các họ PLC với mức độ khác nhau về khả năng, tốc độ xử lý và hiệu xuất. Các họ PLC phát triển từ loại làm việc độc lập, chỉ với 20 ngõ vào/ra và dung lượng bộ nhớ chương trình 500 bước đến các module nhằm dễ dàng mở rộng thêm khả năng và chức năng chuyên dùng: Xử lý tín hiệu liên tục (Module Analog). Điều khiển động cơ Servo, động cơ bước. Truyền thông. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật vi mạch, kỹ thuật PLC đã có những bước tiến bộ vượt bậc. Có thể nói nếu không có kỹ thuật PLC thì không có tự động hóa trong các ngành công nghiệp. 2.2 sơ đồ tổng quát của PLC. Hầu hết các họ PLC của các hãng sản xuất trên thế giới đều có các module chính như sau: Bộ xử lý trung tâm CPU: là bộ não của PLC, xử lý chương trình điều khiển. Bộ vào/ra (Input/Output Module): nhận tín hiệu vào và gửi tín hiệu ra. Bộ nhớ (Memory Module): dùng để chứa chương trình điều khiển dữ liệu. Hình 1.2 : Nguyên lý chung về cấu trúc của một bộ điều khiển logic khả trình PLC. Thông thường để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế mà ở đó phần lớn các đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu ra cũng như chủng loại tín hiệu vào/ra khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế không bị cứng hoá về cấu hình. Chúng được chia nhỏ thành các module. Số module được sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo từng bài toán, song tối thiểu bao giờ cũng phải có một module chính là module CPU. Các module còn lại là những module nhận/truyền tín hiệu với đối tượng điều khiển, các module chức năng chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ… Chúng được gọi chung là module mở rộng. Tất cả các module được gá trên những thanh ray (Rack) 2.2.1 Module CPU. Module CPU là loại module có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm , cổng truyền thông (RS485)… và có thể còn có một vài cổng vào/ra số. Các cổng vào/ra số có trên module CPU được gọi là cổng vào ra onboard. Trong họ PLC S7-300 có nhiều loại module CPU khác nhau. Nói chung chúng được đặt tên theo bộ vi xử lý có trong nó như module CPU312, CPU314, CPU315… Hình 1.3: Module CPU314. 2.2.2 Module mở rộng. Các module mở rộng được chia thành 5 loại chính: PS (Power supply): Module nguồn nuôi. Có 3 loại 2A, 5A và 10A. SM (Signal module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm: DI (Digital input): Module mở rộng các cổng vào số. Số các cổng vào số mở rộng có thể là 8, 16 hoặc 32 tuỳ thuộc vào từng loại module. DO (Digital output): Module mở rộng các cổng ra số. Số các cổng ra số mở rộng có thể là 8, 16 hoặc 32 tuỳ thuộc vào từng loại module. DI/DO (Digital input/Digital output): Module mở rộng các cổng vào/ra số. Số các cổng vào/ra số mở rộng có thể là 8 vào/ 8 ra, 16 vào/16 ra tuỳ thuộc vào từng loại module. AI (Analog input): Module mở rộng các cổng vào tương tự. Về bản chất chúng chính là những bộ chuyển đổi tương tự số 12 bits (AD), tức là mỗi tín hiệu tương tự được chuyển thành một tín hiệu số (nguyên) có độ dài12 bits. Số các cổng vào tương tự có thể là 2, 4 hoặc 8 tuỳ từng loại module. AO (Analog output): Module mở rộng các cổng ra tương tự. Về bản chất chúng chính là những bộ chuyển đổi số tương tự (DA). Số các cổng vào tương tự có thể là 2, hoặc 4 tuỳ từng loại module. AI/AO (Analog input/Analog out):Module mở rộng các cổng vào/ra tương tự. Số các cổng vào/ra tương tự có thể là 4 đầu vào/ 2 ra, hoặc 4 vào/4 ra tuỳ từng loại module. IM (Interface module): Module ghép nối. Đay là loại module chuyên dụng có nhiệm vụ nối từng nhóm các module mở rộng lại với nhau thành một khối và được quản lý chung bởi một module CPU. Thông thường các module mở rộng được gá liền với nhau trên một thanh đỡ gọi là rack. Trên mỗi một rack chỉ có thể gá được nhiều nhất 8 module mở rộng (không kể module CPU, module nguồn nuôi PS). Một module CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp được với nhiều nhất 4 racks và các rack này phải được nối với nhau bằng module IM. FM (Function module): Module có chức năng điều khiển riêng, ví dụ như module điều khiển động cơ bước, module điều khiển động cơ servo, module PID, module điều khiển vòng kín… CP (Communication module): Module phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với máy tính. 2.3 Cấu trúc bộ nhớ của CPU. Bộ nhớ của S7-300 được chia làm 3 miền chính: Vùng chứa chương trình ứng dụng. Vùng nhớ chương trình được chia thành 3 miền: OB (Organisation block): Miền chứa chương trình tổ chức. FC (Function): Miền chứa chương trình con được tổ chức thành hàm có biến hình thức để trao đổi dữ liệu với chương trình đã gọi nó. FB (Function block): Miền chứa chương trình con, được tổ chức thành hàm và có khả năng trao đổi dữ liệu với bất cứ một khối chương trình nào khác. Các dữ liệu này phải được xây dựng thành một khối dữ liệu riêng (gọi là DB-Data block). Vùng chứa tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng, được phân chia thành 7 miền khác nhau, bao gồm: I (Process image input): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng vào số. Trước khi bắt đầu thực hiện chương trình, PLC sẽ đọc giá trị logic của tất cả các cổng đầu vào và cất giữ chúng trong vùng nhớ I. Thông thường chương trình ứng dụng không đọc trực tiếp trạng thái logic của cổng vào số mà chỉ lấy dữ liệu của cổng vào từ bộ đệm I. Q (Process image output): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng ra số. Kết thúc giai đoạn thực hiện chương trình, PLC sẽ chuyển giá trị logic của bộ đệm Q tới các cổng ra số. Thông thường chương trình không trực tiếp gán giá trị tới tận cổng ra mà chỉ chuyển chúng vào bộ đệm Q. M: Miền các biến cờ. Chương trình ứng dụng sử dụng vùng nhớ này để lưu giữ các tham số cần thiết và có thể truy nhập nó theo địa chỉ bit(M), byte(MB), từ (MW) hay từ kép (MD). T: Miền nhớ phục vụ bộ thời gian (Timer) bao gồm việc lưu giữ giá trị thời gian đặt trước(PV-Preset value), giá trị đếm thời gian tức thời(CV-Current value) cũng như giá trị logic đầu ra của thời gian. C: Miền nhớ phục vụ bộ đếm (Counter) bao gồm việc lưu giữ giá trị đặt trước(PV-Preset value), giá trị đếm tức thời(CV-Current value) và giá trị logic đầu ra của bộ đếm. PI: Miền địa chỉ cổng vào của các module tương tự (I/O External input). Các giá trị tương tự tại cổng vào của module tương tự sẽ được module đọc và chuyển tự động theo những địa chỉ. Chương trình ứng dụng có thể truy nhập miền nhớ PI theo từng byte (PIB), từng từ (PIW) hoặc theo từng từ kép (PID). PQ: Miền địa chỉ cổng ra cho các module twong tự (I/O External output). Các giá trị theo những địa chỉ này sẽ được module tương tự chuyển tới các cổng ra tương tự. Chương trình ứng dụng có thể truy nhập miền nhớ PQ theo từng byte (PQB), từng từ (PQW) hoặc từng từ kép (DBD). Vùng chứa các khối dữ liệu, được chia thành 2 loại: DB(Data block): Miền chứa các dữ liệu được tổ chức thành khối. Kích thước cũng như số lượng khối do người sử dụng quy định, phù hợp với từng bài toán điều khiển. Chương trình có thể truy nhập miền này theo từng bit (DXB), byte (DBB), từ (DBW) hoặc theo từng từ kép (DBD). L (Local data block): Miền dữ liệu địa phương,được các khối chương trình OB, FC, FB tổ chức và sử dụng cho các biến nháp tức thời và trao đổi dữ liệu của biến hình thức với những khối chương trình đã gọi nó. Nội dung của một số dữ liệu trong miền nhớ này sẽ bị xoá khi kết thúc chương trình tương ứng trong OB, FC, FB. Miền này có thể được truy nhập từ chương trình theo bit (L), byte(LB), từ (LW) hoặc từ kép(LD). 2.4 Vòng quét chương trình. PLC thực hiện chương trình theo chu kỳ lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1 (Block end). Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm lỗi. Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng quét gọi là thời gian vòng quét (Scan time). Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phải vòng quét nào cũng được thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau. Có vòng quét được thực hiện lau, có vòng quét được thực hiện nhanh tuỳ thuộc vào số lệnh trong chương trình được thực hiện, vào khối dữ liệu được truyền thông… trong vòng quét đó. Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tính toán và việc gửi tín hiệu điều khiển tới đối tượng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét. Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực của chương trình điều khiển trong PLC. Thời gian vòng quét càng ngắn, tính thời gian thực của chương trình càng cao. 2.4 Kỹ thuật lập trình. Chương trình cho S7-300 được lưu trong bộ nhớ của PLC ở vùng dành riêng cho chương trình và có thể được lập với hai dạng cấu trúc khác nhau: Lập trình tuyến tính (linear programming): Toàn bộ chương trình điều khiển nằm trong một khối trong bộ nhớ. Loại hình cấu trúc tuyến tính này phù hợp với những bài toán tự động nhỏ, không phức tạp. Khối được chọn phải là khối OB1, là khối mà PLC luôn quét và thực hiện các lệnh trong nó thường xuyên, từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng và quay lại lệnh đầu tiên. Khối nàyđược hệ điều hành gọi theo chu kỳ lặp với khoảng thời gian không cách đều nhau mà phụ thuộc vào độ dài của chương trình. Các loại khối chương trình khác không tham gia trực tiếp vào vòng quét. Các khối OB khác không tham gia vào vòng quét mà được gọi bằng những tín hiệu báo ngắt. S7-300 có nhiều loại tín hiệu báo ngắt như tín hiệu báo ngắt khi có sự cố nguồn nuôi, tín hiệu báo ngắt khi có sự cố chập mạch ở các module mở rộng, tín hiệu báo ngắt theo chu kỳ thời gian… và mỗi loại tín hiệu báo ngắt như vậy cũng chỉ có khả năng gọi một loại khối OB nhất định. Mỗi khi xuất hiện một tín hiệu báo ngắt hệ thống sẽ tạm dừng công việc đang thực hiện lại, chẳng hạn như tạm dừng việc thực hiện chương trình xử lý ngắt trong các khối OB tương ứng. Lập trình có cấu trúc (structure programming): là kỹ thuật cài đặt thuật toán điều khiển bằng cách chia nhỏ thành các khối chương trình con FC hay FB với mỗi khối thực hiện một nhiệm vụ cụ thể của bài toán điều khiển chung và toàn bộ các khối chương trình này lại được quản lý một cách thống nhất bởi khối OB1. Trong OB1 có các lệnh gọi những khối chương trình con theo thứ tự phù hợp với bài toán điều khiển đặt ra. Hoàn toàn tương tự, một nhiệm vụ điều khiển con có thể còn được chia nhỏ thành nhiều nhiệm vụ nhỏ và cụ thể hơn nữa, do đó một khối chương trình con cũng có thể được gọi từ một khối chương trình con khác. Duy có một điều cấm kỵ ta cần phải tránh là không bao giờ một khối chương trình con lại gọi đến chính nó. Ngoài ra, do có sự hạn chế về ngăn xếp của các module CPU nên không được tổ chức chương trình con gọi lồng nhau quá số lần mà module CPU được sử dụng cho phép. PLC S7-300 có bốn loại khối cơ bản: * Loại khối OB (Organization block): Khối tổ chức và quản lý chương trình điều khiển. Có nhiều loại khối OB với những chức năng khác nhau, chúng được phân biệt với nhau bằng một số nguyên đi sau nhóm ký tự OB, ví dụ như OB1, OB35, OB40… * Loại khối FC(Program block): Khối chương trình với những chức năng riêng giống như một chương trình con hoặc một hàm (chương trình con có biến hình thức). Một chương trình ứng dụng có thể có nhiều khối FC và các khối FC này được phân biệt với nhau bằng những số nguyên sau nhóm ký tự FC. Chẳng hạn như FC1, FC2 … * Loại khối FB (Function block): Là loại khối FC đặc biệt có khả năng trao đổi một lượng dữ liệu lớn với các khối chương trình khác. Các dữ liệu này phải được tổ chức thành khối dữ liệu riêng có tên gọi là Data block. Một chương trình ứng dụng có thể có nhiều khối FB và các khối FB này được phân biệt với nhau bằng một số nguyên sau nhóm ký tự FB. Chẳng hạn như FB1, FB2 … *Loại khối DB (Data block): Khối chứa các dữ liệu cần thiết để thực hiện chương trình. Các tham số của khối do người dùng tự đặt. Một chương trình ứng dụng có thể có nhiều khối DB và các khối DB này được phân biệt với nhau bằng một số nguyên sau nhóm ký tự DB. Chẳng hạn như DB1, DB2 … Chương trình trong các khối được liên kết với nhau bằng các lệnh gọi khối, chuyển khối. Xem những phần chương trình trong các khối như là các chương trình con thì S7-300 cho phép gọi chương trình con lồng nhau, tức là từ chương trình con này gọi một chương trình con khác và từ chương trình con được gọi lại gọi tới một chương trình con thứ 3 …. Số các lệnh gọi lồng nhau phụ thuộc vào từng chủng loại module CPU mà ta sử dụng. Ví dụ như đối với module CPU314 thì số lệnh gọi lồng nhau nhiều nhất có thể cho phép là 8. Nếu số lần gọi khối lồng nhau mà vượt quá con số giới hạn cho phép, PLC sẽ tự chuyển sang chế độ STOP và đặt cờ báo lỗi. Hình 1.5: Lập trình có cấu trúc. Hình 1.6: Thực hiện gọi khối FC10. Như vậy, khi thực hiện lệnh gọi một khối con, hệ điều hành sẽ: Chuyển khối con được gọi từ vùng Load memory vào vùng Work memory. Cấp phát cho khối con một phần bộ nhớ trong Work memory để làm local block. Cấu trúc local block được quy định khi soạn thảo các khối. Truyền các tham trị từ khối mẹ cho biến hình thức IN, IN-OUT của local block. Sau khi khối con thực hiện xong nhiệm vụ và ghi kết quả dưới dạng tham trị đầu ra cho biến OUT, IN-OUT của local block, hệ điều hành sẽ chuyển các tham trị này cho khối mẹ và giải phóng khối con cùng local block ra khỏi vùng Work memory. 2.5 Ngôn ngữ lập trình. Các loại PLC nói chung thường có nhiều ngôn ngữ lập trình nhằm phục vụ các đối tượng sử dụng khác nhau. PLC S7-300 có ba ngôn ngữ lập trình cơ bản. Đó là: Ngôn ngữ “liệt kê lệnh”, ký hiệu là STL (Statement list). Đây là dạng ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính. Một chương trình được ghép bởi nhiều câu lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm một hàng và đều có cấu trúc chung “tên lệnh” + “toán hạng”. Ngôn ngữ “hình thang”, ký hiệu là LAD (Ladder logic). Đây là dạng ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch điều khiển logic. Ngôn ngữ “hình khối”, ký hiệu là FBD (Function block diagram). Đây cũng là kiểu ngôn ngữ đồ hoạ dành cho người có thói quen thiết kế mạch điều khiển số. Một chương trình viết trên LAD hoặc FBD có thể chuyển sang được dạng STL, nhưng ngược lại thì không. Trong STL có nhiều lệnh không có trong LAD hay FBD. Step7 là một phần mềm hỗ trợ: Khai báo cấu hình cứng cho một trạm PLC thuộc họ Simatic S7-300/400. Xây dựng cấu hình mạng gồm nhiều trạm PLC S7-300/400 cũng như thủ tục truyền thông giữa chúng. Soạn thảo và cài đặt chương trình điều khiển cho một hoặc nhiều trạm. Quan sát việc thực hiện chương trình điều khiển trong một trạm PLC và gỡ rối chương trình. Ngoài ra Step7 còn có cả một thư viện đầy đủ với các hàm chuẩn hữu ích, phần trợ giúp online rất mạnh có khả năng trả lời mọi câu hỏi của người sử dụng về cách sử dụng Step7, về cú pháp lệnh trong lập trình, về xây dựng cấu hình cứng của một trạm cũng như của một mạng gồm nhiều trạm PLC … chương IV: xây dựng mô hình mô phỏng thang máy Xác định các vấn đề sẽ mô phỏng vì trên thực tế có đầy đủ các thiết bị nên ta có thể xây dựng bài toán mô phỏng với đầy đủ các chức năng của thang máy.Nhưng khi mô phỏng trên mô hình của em với điều kiện hiên có tại phòng thí nghiệm và trên thị trường.Mô hình thực tế của em có thể không thể mô phỏng được hết các tính năng của thang.Một số các thiết bị không giống thiết bị thật, các cảm biến được thay thế tương đương Xây dựng kết cấu cho mô hình mô phỏng Xây dựng kế hoạch mô phỏng và kiểm nghiệm trên thực tế. Với hệ thống lý thuyết đã được nghiên cứu ở các chương trước, chúng ta đã thiết lập được hệ thống thang máy trên lý thuyết nhưng có một điểm là tất cả đều chỉ được mô tả trên lý thuyết và chưa được đưa vào kiểm nghiệm. Để tăng thêm tính sát thực của đồ án và tăng thêm tính thuyết phục. Xuất phát từ những điểm chính đó, em đi vào xây dựng mô hình thang máy chở người 4 tầng đơn giản được đơn giản hoá bớt các chức năng so với các tính năng xây dựng ở trên. Mặc dù không mô tả được hết các tính năng của thang máy nhưng nó cũng phần nào mô tả được những tính năng điều khiẻn buồng thang. Với mô hình này chúng ta có thể vận dụng phương pháp tổng hợp các hệ điều khiển logic. Cấu trúc chi tiết của mô hình được mô tả: + Bên trong buồng thang có 4 nút điều khiển ( tạm gọi là các nút yêu cầu đến tầng - DT: DT1, DT2, DT3, DT4) và 4 đèn tương ứng minh hoạ cho trạng thái yêu cầu của mỗi nút ấn. + Bên ngoài buồng thang có 6 nút ấn và 6 đèn tương ứng mô tả trạng thái yêu cầu của 6 nút ấn đó : - Tầng 1 có 1 nút ấn để yêu cầu lên các tầng trên ( 1GTL), và có 1 đèn trạng thái (DENL1) minh hoạ cho yêu cầu của nút ấn : khi nút 1GTL được nhấn thì DENL1 sẽ sáng, đến khi nào buồng thang dừng ở tầng 1 thì DENL1 sẽ sáng nhấp nháy, sau 1 khoảng thời gian thiết lập nó sẽ tắt đi. - Tầng 2 có 2 nút ấn gọi tầng (2GTL, 2GTX) và 2 đèn trạng thái. - Tầng 3 có 2 nút ấn gọi tầng (3GTL, 3GTX) và 2 đèn trạng thái. - Tầng 4 có 1 nút ấn gọi tầng (4GTX) và 1 đèn trạng thái. + Cơ cấu truyền động để nâng, hạ buồng thang ở đây dùng 1 động cơ điện 1 chiều và hộp giảm tốc, buồng thang được kéo bởi 1 cáp gắn ở puly trục hộp giảm tốc qua dòng dọc gắn trên nóc của cơ cấu. + Một cơ cấu để đóng mở cửa tầng khi buồng thang đến tầng cần phục vụ ( dùng 1 động cơ 1 chiều có đảo chiều). + Để điều khiển cấp điện cho 2 động cơ : 1 động cơ truyền động nâng - hạ buồng thang, và 1 động cơ để truyền động đóng - mở cửa tầng, ở đây dùng 4 rơle để điều khiển cho 2 động cơ ứng với 2 chiều chuyển động(nâng-hạ, đóng-mở). + Tương ứng trên mỗi tầng có gắn 1 công tắc tầng (cảm biến tầng) để xác định vị trí của buồng thang. + Nguồn điện sử dụng cho mô hình : - Dùng nguồn 5V DC hoặc 12V DC cấp cho 2 động cơ truyền động (I <5A) - Dùng nguồn 24V DC để cấp cho các cảm biến tầng, các nút ấn yêu cầu điều khiển. - Các đèn trạng thái được điều khiển và nhận trực tiếp tín hiệu từ PLC. Từ mô hình đã xây dựng sinh viên được thực tập với các yêu cầu công nghệ sau: 1. Công nghệ 1: 2. Công nghệ 2. Xây dựng chương trình điều khiển thang máy chở người 4 tầng đơn giản. - Điều khiển thang máy bằng 4 nút đến tầng (DT1, DT2, DT3, DT4) ở trong buồng thang và 4 nút gọi tầng tương ứng trên mỗi tầng (1GT,2GT, 3GT,4GT). - Có 4 công tắc tầng bố trí ở 4 tầng để xác định vị trí của buồng thang. - Minh hoạ trạng thái được chọn của các nút yêu cầu bằng các đèn tương ứng. - Các nút yêu cầu điều khiển (DT và GT) có thể được chọn liên tiếp và được lưu giữ, khi đó chúng được xử lý ưu tiên theo hành trình. - Khi buồng thang được điều khiển đến tầng yêu cầu nó sẽ dừng lại trong vòng 5s, lúc này đèn báo rtạng thái tại tầng đó cũng sáng nhấp nháy. Sau 5s đèn sẽ tắt, nếu còn yêu cầu đến các tầng khác thì thang máy tiếp tục, còn nếu không nó sẽ dừng lại tại vị trí đó. 3. Công nghệ 3. Xây dựng chương trình điều khiển thang máy chở người 4 tầng đơn giản. - Điều khiển thang máy bằng 4 nút DT trong buồng thang và 4 nút GT tại mỗi tầng. Có 4 công tắc tầng bố trí tại mỗi tầng. - Các yêu cầu điều khiển có thể được lựa chọn liên tiếp, minh hoạ bằng đèn trạng thái sáng. Các yêu cầu này sẽ được xử lý ưu tiên theo hành trình đang chuyển động. Khi buồng thang di chuyển tới tầng yêu cầu, cửa buồng thang sẽ mở ra đồng thời đèn trạng thái sẽ sáng nhấp nháy, sau khoảng 5s cửa buồng thang đóng lại, đèn trạng thái tắt. Nếu còn yêu cầu điều khiển thì buồng thang tiếp tục được điều khiển, nếu không nó sẽ dừng tại vị trí tầng đó. 4. Công nghệ 4. Xây dựng chương trình điều khiển thang máy chở người 4 tầng đơn giản. - Điều khiển thang máy bằng 4 nút DT (DT1, DT2,DT3,DT4) trong buồng thang và 6 nút GT (1GTL, 2GTL, 2GTX, 3GTL, 3GTX, 4GTX) tại các cửa tầng. Có 4 cảm biến tầng bố trí tại các tầng để xác định vị trí của buồng thang. - Khi nhấn các nút DT hoặc GT , các yêu cầu này sẽ được lưu giữ và sẽ được xử lý ưu tiên theo hành trình. - Khi buồng thang tới tầng yêu cầu, nó huỷ yêu cầu đã được xử lý, dừng lại trong khoảng 5s, lúc này đèn trạng thái nhấp nháy với tần số 0,5Hz. Sau khoảng thời gian này đèn trạng thái tắt, nếu còn yêu cầu nó tiếp tục xử lý, nếu không nó sẽ dừng lại tại vị trí tầng đó.