dk thang may

Điều khiển thang máy

Nguyễn Văn Hùng – Lê Duy Hưng. THCN-KSCLC-K49-BKHN Trang 1

Mục lục

CHƢƠNG 1: QUY TRÌNH VÀ GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY ............ 5

1.1. GIỚI THIỆU THANG MÁY ............................................................................ 5

1.1.1. Giới thiệu ................................................................................................... 5

1.1.2. Phân loại: ................................................................................................... 7

1.1.2.1. Phân loại theo chức năng .................................................................... 7

1.1.2.2. Phân loại theo tốc độ dịch chuyển. ...................................................... 7

1.1.2.3. Phân loại theo tải trọng ........................................................................ 7

1.1.2.4. Phân loại theo vị trí đặt bộ kéo tời ...................................................... 7

1.1.2.5. Theo hệ thống vận hành. ..................................................................... 8

1.2. NHỮNG TÍN HIỆU TRONG THANG MÁY ................................................... 8

1.2.1. Tín hiệu an toàn .......................................................................................... 8

1.2.2. Chế độ hoạt động ....................................................................................... 9

1.2.2.1. Chế độ chạy kiểm tra (hand) ................................................................ 9

1.2.2.2. Chế độ chạy tự động (auto) .................................................................. 9

1.2.3. Thiết bị đếm tầng ..................................................................................... 10

1.2.4. Tín hiệu mở cửa ....................................................................................... 10

1.2.5. Tín hiệu đóng cửa ..................................................................................... 10

1.3 LƢU ĐỒ GIẢI THUẬT: .................................................................................. 11

CHƢƠNG 2: CHỌN THIẾT BỊ PHẦN CỨNG ......................................................... 15

2.1 HỆ THỐNG MÁY KÉO THANG MÁY.......................................................... 15

2.2 HỆ THỐNG MÔTƠ KÉO CỬA BUỒNG THANG ......................................... 17

2.3 THIẾT BỊ HIỂN THỊ VÀ NÚT NHẤN GỌI TẦNG ........................................ 18

2.3.1 Thiết bị hiển thị vị trí buồng thang ............................................................ 18

2.3.2 Nút nhấn gọi tầng ...................................................................................... 19



2.3.3 Nút nhấn kích thang chạy chế độ hand ...................................................... 20

2.4 CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT ĐIỀU KHIỂN .................................................... 20

2.4.1 Chọn relay điều khiển................................................................................ 20

2.4.2 Chọn công tắc ........................................................................................... 21

2.4.2.1 Công tắc chọn chế độ hoạt động ......................................................... 21

2.4.2.2 Công tắc dừng khẩn ............................................................................ 21

2.4.2.3 Công tắc hành trình (Công tắc giới hạn) ............................................. 22

2.4.3 Chọn các sensor quang .............................................................................. 24

2.4.3.1 Thiết bị đếm tầng ................................................................................ 24

2.4.3.2. Thiết bị phát hiện có ngƣời ở cửa buồng thang .................................. 24

2.5 CHỌN CONTACTOR ..................................................................................... 25

2.5.1 Chọn contactor đóng ngắt ở ngõ ra của biến tần Altivar 38 ........................ 25

2.5.2 Chọn contactor đóng ngắt cho thắng điện (#MB)....................................... 26

2.6 CHỌN MÁY BIẾN THẾ ................................................................................. 26

2.7 CHỌN CB(CIRCUIT BREAKER) BẢO VỆ ................................................... 26

2.7.1 Chọn CB bảo vệ cho biến tần môtơ kéo chính ........................................... 26

2.7.2 Chọn CB bảo vệ cho moto kéo cửa và biến tần Altivar 11 ......................... 27

2.7.3 Chọn CB bảo vệ cho biến thế T1 ............................................................... 27

2.8 CHỌN PLC...................................................................................................... 28

2.9 QUI ĐỊNH CÁC NGÕ RA VÀO ..................................................................... 29

2.9.1 Các tín hiệu ngõ vào input ......................................................................... 29

2.9.2 Các tín hiệu ngõ ra relay output ................................................................. 30

CHƢƠNG 3: GIỚI THIỆU PLC S7 – 200. ................................................................ 32

3.1 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA S7 – 200 CPU 214. ..................................... 32

3.1.1 CPU 214: .................................................................................................. 32

3.1.2 Mô tả các đèn báo trên S7 – 200, CPU 214................................................ 33



3.1.3 Cổng truyền thông ..................................................................................... 33

3.1.4 Công tắc chọn chế độ làm việc của PLC .................................................... 34

3.1.5 Chỉnh định tƣơng tự .................................................................................. 34

3.1.6 Pin và nguồn nuôi bộ nhớ .......................................................................... 34

3.2 CẤU TRÚC BỘ NHỚ ..................................................................................... 34

3.2.1 Phân chia bộ nhớ: ...................................................................................... 34

3.2.2 Vùng dữ liệu: ............................................................................................ 35

3.2.3 Vùng đối tƣợng: ........................................................................................ 37

3.2.4 Mở rộng ngõ vào/ra: .................................................................................. 37

3.2.5 Thực hiện chƣơng trình: ............................................................................ 38

3.2.6 Cấu trúc chƣơng trình của S7 – 200 ........................................................... 39

CHƢƠNG 4. THỰC HIỆN CHƢƠNG TRÌNH ......................................................... 42

CHƢƠNG 5: BẢNG VẼ KẾT NỐI HỆ THỐNG....................................................... 74

5.1 SƠ ĐỒ KẾT NỐI PHẦN ĐỘNG LỰC: ........................................................... 74

5.2 SƠ ĐỒ KẾT NỐI PHẦN ĐIỀU KHIỂN: ......................................................... 75

5.3 SƠ ĐỒ KẾT NỐI CỦA CPU 214: ................................................................... 77

5.4 SƠ ĐỒ KẾT NỐI CỦA CPU 214 VÀ CÁC MODUL MỞ RỘNG:.................. 78

5.5 SƠ ĐỒ KẾT NỐI CỦA CÁC BIẾN TẦN: ....................................................... 80

5.6 SƠ ĐỒ KẾT NỐI CỦA CÁC SENSOR: .......................................................... 81

KẾT LUẬN ............................................................................................................... 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 84



Mở đầu

Về lịch sử phát triển, thang máy đã ra đƣợc phát minh từ rất lâu. Qua nhiều giai

đoạn, từ những chiếc thang máy đơn giản với độ tin cậy về an toàn và kỹ thuật thấp thì

ngày nay với kỹ thuật tiên tiến con ngƣời đã tạo ra những thang máy với độ an toàn

cao, thẩm mỹ và mang tính kinh tế.

Từ những chiếc thang máy sử dụng hệ điều khiển bằng contactor, relay thực

hiện việc khởi động và giảm tốc bằng cách giảm áp (qua điện trở, cuộn kháng,…) tiêu

hao năng lƣợng rất lớn, thì ngày nay với sự ra đời và phát triển của thiết bị điều khiển

hiện đại nhƣ PLC, biến tần, và các thiết bị hiện đại khác, việc điều khiển trở nên đơn

giản hơn, việc tăng tốc giảm tốc êm nhẹ và ít tốn năng lƣợng. Mục tiêu của đề tài là

tìm hiểu về quy trình và lựa chọn thiết bị điều khiển thang máy, ứng dụng lập trình

PLC điều khiển thang máy. Hƣớng vào mục tiêu đó, đồ án đƣợc chia làm 5 chƣơng với

các nội dung chính:

Chƣơng 1: Tìm hiểu những tín hiệu cơ bản và xử lý các tín hiệu trong

thang máy, thực hiện lƣu đồ điều khiển.

Chƣơng 2: Chọn các thiết bị bị đóng ngắt điều khiển ở mạch động lực và

mạch điều khiển cho thang máy thực.

Chƣơng 3: Giới thiệu bộ PLC của SIMATIC S7-200 CPU 214

Chƣơng 4: Thực hiện chƣơng trình.

Chƣơng 5: Thực hiện bản vẽ kết nối hệ thống điện.



CHƢƠNG 1: QUY TRÌNH VÀ GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN

THANG MÁY

1.1. GIỚI THIỆU THANG MÁY

1.1.1. Giới thiệu

Thang máy là thiết bị vận tải dùng để chở ngƣời và hàng hoá theo phƣơng thẳng

đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 150 so với phƣơng thẳng đứng theo một tuyến đã

định sẵn.Thang máy và máy nâng đƣợc sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất của

nền kinh tế quốc dân nhƣ trong ngành khai thác hầm mỏ,trong ngành xây dựng, luyện

kim, công nghiệp nhẹ…ở những nơi đó thang máy và máy nâng đƣợc sử dụng để vận

chuyển hàng hoá,sản phẩm,đƣa công nhân tới nơi làm việc có độ cao khác nhau…Nó

đã thay thế cho sức lực của con ngƣời và mang lại năng suất cao.Hình dáng tổng thể

của thang máy đƣợc giới thiệu tại hình 1.

Hình 1. Hình dáng tổng thể thang máy

Trong sinh hoạt dân dụng,thang máy đƣợc 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 ngƣời tiết kiệm đƣợc nhiều thời gian và sức

lực…



Ở Việt Nam trƣớc đây thang máy chủ yếu đƣợc sử dụng trong các ngành công

nghiệp để chở hàng hoá và ít đƣợc phổ biến. Nhƣng 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

lƣợng hành khác đi lại trong một ngày đêm và hƣớng vận chuyển hành khách. Nhƣ

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 ngƣời ,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 đƣợc quy định trong các

tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm.

Thang máy chỉ có cabin đẹp ,sang trọng,thông thoáng, êm dịu thì chƣa đủ điều

kiện để đƣa vào sử dụng mà còn phải đầy đủ các thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy

nhƣ: điện chiếu sáng dự phòng khi mất điện, điện thoại nội bộ, chuông báo, bộ hãm

bảo hiểm, an toàn cabin, 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 nhƣ rút ngắn thời gian chờ đợi, giảm thời gian đi tốc độ

định mức,một mặt đòi hỏi vốn đầu tƣ cho thang lớn, mặt khác làm tăng diện tích

chiếm chỗ, tăng chi phí xây dựng cho giếng thang…Nhƣ vậy điều kiện thuận lợi cho

hành khách và vốn đầu tƣ 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,phƣơng pháp điều khiển…),các kích thƣớc cơ bản của thang và vị trí đặt

thang phù hợp với đặc điểm ,mục đích sử dụng của toà nhà với vốn đầu tƣ chấp nhận

đƣợc.

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 ƣu của thang

cũng nhƣ tạo thuận lợi cho khách.

Đối với các toà nhà cao tầng có lƣợng hành khách cần vận chuyển lớn ngƣời ta

thƣờng 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,thƣờng các thang phục vụ cho các tầng cao có tảI và tốc độ định mức

lớn hơn các thang phục vụ phần thấp hơn.



1.1.2. Phân loại:

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 nhƣ phân loại theo hệ dẫn động

cabin,theo vị trí đặt bộ kéo tời,theo hệ thống vận hành,theo công dụng….dƣới đây là

một số phân loại:

1.1.2.1. Phân loại theo chức năng

+ Thang máy chở ngƣời

Gia tốc cho phép đƣợc quy định theo cảm giác của hành khách :Gia tốc tối ƣu

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 ƣu về

độ êm khi dịch chuyển,thời gian dịch chuyển ,tính ƣu tiên đúng theo các yêu cầu

của bệnh viện..

-Thang máy dùng trong các hầm mỏ ,xí nghiệp:Đáp ứng đƣợc các điều

đƣợc các điều kiện làm việc nặng nề trong công nghiệp nhƣ tác động của môI

trƣờng làm việc:độ ẩm,nhiệt độ,thời gian làm việc,sự ăn mòn…

+ Thang máy chở hàng

Đƣợc 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 đƣợc dễ dàng thuận tiện…

1.1.2.2. 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. Thƣờng dùng cho các nhà có số

tầng từ 6 12 tầng.

+Thang máy tốc độ cao:v =2,5 4 m/s. Thƣờng dùng cho các nhà có số tầng

mt >16 tầng.

+Thang máy tốc độ rất cao(Siêu tốc) : v = 5m/s. Thƣờng dùng trong các toà

tháp cao tầng.

1.1.2.3. Phân loại theo tải trọng

+Thang máy loại nhỏ :Q < 500 Kg.Hay dùng trong thƣ 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.

1.1.2.4. 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 dƣới 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 .

1.1.2.5. Theo hệ thống vận hành.

+Theo mức dò tự động :

- Loại nửa tự động

- Loại tự động

+Theo tổ hợp điều khiển :

- Điều khiển đơn

- Điều khiển kép

- Điều khiển theo nhóm

+Theo vị trí điều khiển :

- Điều khiển trong cabin

- Điều khiển ngoài cabin

- Điều khiển cả trong và ngoài cabin

1.2. NHỮNG TÍN HIỆU TRONG THANG MÁY

1.2.1. Tín hiệu an toàn

Thiết bị khống chế cho buồng thang máy khi tốc độ đi chiều xuống quá lớn.

Thiết bị an toàn này đƣợc khởi động bằng một bộ điều khiển tốc độ ly tâm đặt ngay

đầu trục thang máy và kết nối bộ điều khiển qua một cáp thép liên tục, phần đối trọng

sẽ đƣợc đặt dƣới hố thang máy. Trên thiết bị này sẽ đặt công tắc điện, công tắc điện

này sẽ tác động khi có sự cố sẽ ngắt việc điều khiển và nguồn điện vào môtơ đồng thời

phanh thắng điện.

Công tắc ngắt điện khẩn để dừng thang và tránh trƣờng hợp khởi động trở lại

trƣớc khi cài đặt lại vị trí chạy.

Công tắc cửa thoát hiểm bên trong buồng thang máy. Khi cửa thoát hiểm mở ra

sẽ làm thang ngừng hoạt động và trở lại bình thƣờng khi lắp lại nhƣ cũ.

Công tắc giới hạn để thay đổi tốc độ thang khi đến điểm dừng trên (UL1) và

dƣới cùng (DL1). Công tắc giới hạn bình thƣờng đƣợc lắp để hãm thang lại khi đi qua

khỏi điểm dừng cuối cùng trên hành trình (UL2,DL2) và công tắc giới hạn cuối cùng

đƣợc trang bị để tự động cắt nguồn và hãm phanh điện nếu buồng thang di chuyển quá

giới hạn cao và thấp nhất (UL3,DL3).

Các công tắc điện đƣợc bố trí ở tất cả các cửa tầng (DS) và cửa buồng thang

máy (GS) để đảm bảo rằng thang sẽ không khởi động hay tiếp tục di chuyển trừ khi tất

cả các cửa tầng và cửa buồng thang đã đóng kín.



1.2.2. Chế độ hoạt động

Thang có 2 chế độ hoạt động chính là: chế độ chạy tự động (auto) và chế độ

chạy kiểm tra (hand). Khi tín hiệu đƣờng an toàn đã đầy đủ bộ xử lý sẽ chấp nhận cho

chọn chế độ hoạt động và tín hiệu gọi thang từ các nút nhấn.

1.2.2.1. Chế độ chạy kiểm tra (hand)

Chế độ chạy này chỉ giành cho những ngƣời có trách nhiệm. Khi nhận tín hiệu

hoạt động ở chế độ hand, bộ xử lý không chấp nhận các tín hiệu gọi bên trong buồng

thang và ở bên ngoài tầng thông qua các nút nhấn gọi tầng. Bộ xử lý chỉ chấp nhận tín

hiệu từ nút lệnh điều khiển thang lên, xuống và xuất ra tín hiệu (tín hiệu cho phép chạy

chiều lên hoặc chiều xuống và tín hiệu điều khiển chạy tốc độ thấp) gửi đến bộ điều

khiển của biến tần để xử lý và điều khiển môtơ quay thuận hay ngƣợc với tốc độ thấp

kéo buồng thang di chuyển theo chiều lên hay xuống cùng thiết bị an toàn trong tình

trạng họat động. Khi thang làm việc ở chế độ này thì cửa thang sẽ không tự động đóng

hoặc mở.

1.2.2.2. Chế độ chạy tự động (auto)

Khi thiết bị an toàn trong tình trạng họat động và nhận tín hiệu hoạt động ở chế

độ auto, bộ xử lý chấp nhận các tín hiệu gọi bên trong buồng thang và ở bên ngoài

tầng thông qua các nút nhấn gọi tầng. Khi có tín hiệu gọi vào 1 nút nhấn ở một tầng

bất kỳ, nếu bộ xử lý chấp nhận thì đèn trên nút nhấn sẽ sáng cho đến khi thang đã đáp

ứng tín hiệu và dừng tầng thì đèn trên nút nhấn mới tắt.

Ở chế độ Auto thì tín hiệu gọi sẽ đƣợc chia làm 2 loại: gọi trong buồng thang và

gọi bên ngoài tầng.

Tất cả các cuộc gọi thang đều phải đƣợc ghi nhận và trả lời mà không quan tâm

đến thứ tự cuộc gọi.

Khi buồng thang di chuyển lên hay xuống, nó cần đáp lại tất cả các cuộc gọi

phù hợp với hƣớng di chuyển của nó. Nó phải lên tầng cao nhất hoặc thấp nhất khi có

tín hiệu đƣợc ghi nhận.

Cuộc gọi thang theo huớng đi lên (xuống) khi thang đang đi xuống (lên) thì

thang sẽ bỏ qua nhƣng cuộc gọi vẫn đƣợc ghi nhận và đƣợc đáp ứng khi thang trở lại

theo hƣớng lên (xuống).

Khi buồng thang đáp lại cuộc gọi cuối trong hành trình hƣớng dẫn của nó,

buồng thang phải thay đổi hƣớng di chuyển của hành trình để đáp lại cuộc gọi trong

hƣớng di chuyển đối nghịch của hành trình trƣớc.

Khi tất cả cuộc gọi đƣợc đáp ứng, buồng thang vẫn giữ nguyên tình trạng đóng

cửa tại tầng mà nó vừa đi tới.

Quá trình reset thang: sau khi đóng điện và đang chế độ hoạt động là Auto, nếu

có 1 tín hiệu gọi ở 1 tầng bất kỳ từ nút nhấn gọi thang sẽ di chuyển theo chiều xuống

đến tầng thấp nhất, dừng tầng và mở cửa thang, hiển thị tầng thấp nhất, kết thúc quá

trình reset và thang bắt đầu trả lời các tín hiệu gọi theo chiều di chuyển của nó.



1.2.3. Thiết bị đếm tầng

Gồm có thiết bị đếm theo chiều lên (LVU) và thiết bị đếm theo chiều

xuống(LVD). Thiết bị đếm tầng là một sensor quang hình chữ U đƣợc đặt trên nóc của

buồng thang, các thiết bị che sensor (gọi là cờ) là các tấm kim loại đƣợc thiết kế và bố

trí ở vị trí thích hợp để có thể che các tia sáng giữa led thu và led phát của sensor làm

thay đổi trạng thái của thiết bị đếm.

Khi buồng thang di chuyển sẽ mang các sensor đi qua cờ làm cho các sensor

thay đổi trạng thái và gởi tín hiệu về bộ xử lý trung tâm để tăng hoặc giảm bộ đếm và

xuất tín hiệu ra thiết bị hiển thị cũng nhƣ cấp tín hiệu cho biến tần điều khiển thang

chạy nhanh hay chậm, xử lý thang dừng tầng và đóng mở cửa.

Có 2 loại cờ: cờ đổi tốc độ và cờ bằng tầng.

+Cờ bằng tầng gồm 2 cờ che 2 sensor quang khi buồng thang nằm đúng

vị trí của tầng.

+Cờ đổi tốc độ: khi buồng thang di chuyển sẽ gặp cờ đổi tốc độ trƣớc

khi đến cờ bằng tầng, mỗi tầng sẽ có 2 cờ đổi tốc độ (cờ đổi tốc độ khi thang chạy

chiều lên và cờ đổi tốc độ khi thang chạy chiều xuống).

1.2.4. Tín hiệu mở cửa

Khi thang di chuyển đến tầng vừa gọi và có tín hiệu bằng tầng, thang sẽ dừng

lại và mở cửa, sau 1 khoảng thời gian cửa thang sẽ đóng lại, khi thang đóng cửa nếu có

vật cản trên hành trình cuả nó thang sẽ mở cửa trở lại nhờ thiết bị bảo vệ đƣợc lắp trên

cạnh cửa buồng thang. Và một thiết bị sensor quang cũng đƣợc lắp ở cửa buồng thang

để phát hiện có ngƣời, khi có ngƣời đang bƣớc vào buồng thang sẽ làm đứt quãng các

tia hồng ngoại led phát của sensor và làm sensor thay đổi trạng thái và gởi tín hiệu

điện về bộ xử lý, cấp tín hiệu làm thang mở cửa trở lại. Khi thang bằng tầng và đang

đóng cửa nếu có tín hiệu kích từ nút nhấn của đúng tầng đó theo đúng chiều di chuyển

cuả thang thì thang cũng sẽ mở cửa trở lại. Một nút nhấn mở cửa trở lại (DOB) cũng

đƣợc đặt trên bảng điều khiển bên trong buồng thang (tín hiệu mở cửa trở lại hay còn

gọi là tin hiệu Reopen).

Khi thang mở cửa và hành khách bƣớc vào thang nếu tổng tải trọng hành khách

và hành lý lớn hơn tải trọng cho phép đã đƣợc cân chỉnh ban đầu thì thang cũng mở

cửa và chỉ đóng cƣả khi đã đảm bảo tải trọng cho phép. Thiết bị cân tải có thể là các

công tắc hành trình hoặc các thiết bị cân tải điện tử.

1.2.5. Tín hiệu đóng cửa

Khi thang mở cửa sau thời gian trể thì cửa sẽ đóng lại. Một nút nhấn đóng cửa

nhanh đƣợc đặt trên bảng điều khiển trong buồng thang khi thang mở cửa hết hành

trình của nó nếu có tín hiệu từ nút nhấn đóng cửa nhanh (DCB) thang sẽ đóng cửa

ngay.

Thang chỉ di chuyển khi tất cả các cửa thang đã đóng kín và cửa thang tuyệt đối

không đƣợc mở ra khi thang đang di chuyển.



1.3 LƢU ĐỒ GIẢI THUẬT:



CHƢƠNG 2: CHỌN THIẾT BỊ PHẦN CỨNG

2.1 HỆ THỐNG MÁY KÉO THANG MÁY

Bao gồm một môtơ điện đƣợc gắn đồng trục với hộp giảm tốc để kéo truyền

động, thực hiện việc kéo cabin và đối trọng lên xuống thông qua qua các cáp thép.

Trên hộp giảm tốc có gắn thiết bị phanh hãm là lọai dùng lò xo và nhả bằng điện. Nam

châm phanh hãm là loại đƣợc thiết kế để ngắt nhanh, má phanh sẽ kẹp tức thời vào

bánh xe phanh khi cuộn dây nam châm phanh hãm mất nguồn cung cấp. Động cơ kéo

chính là loại động cơ sử dụng nguồn điện xoay chiều ba pha, là loại có thể vận hành

liên tục và số lần khởi động cho phép lớn. Các thông số:

+Nguồn cung cấp : 380 VAC x 03 pha; Tần số : 50 HZ

+Công suất : 5.5 KW

+Hệ số công suất : Cosw = 0.75

+Nguồn cung cấp cho quạt làm mát môtơ : 220 VAC 1 pha

+Nguồn cung cấp cho cuộn dây nâm châm phanh hãm : 220 VDC, dòng

làm việc của cuộn thắng 1A.

+Thiết bị điều khiển tốc độ của động cơ kéo: do thang máy là thiết bị

đƣợc thiết kế đặc biệt phục vụ cho tiện ích con ngƣời nên đòi hỏi phải hoạt động ổn

định và vận hành êm nhẹ, để đạt đƣợc điều đó thì đặc tuyến điều khiển tốc độ của

động cơ kéo chính phải thật tối ƣu. Để đạt đƣợc điều này ta sử dụng bộ biến tần để

điều khiển tốc độ động cơ kéo chính. Ta chọn biến tần của Telemecaniqe loại

Altivar71 có các thông số:

Mã số sản phẩm : ATV71HU55N4

Công suất ngõ ra định mức: 5.5 KW (7.5HP)

Nguồn cung cấp : 380 –460 VAC x 03 pha; Tần số : 50/60 HZ



Dòng điện vào định mức: 11.8 A

Dòng điện ra định mức: 16.3 A

Công suất tiêu tán tại tải định mức: 220 W

Dãy tần số ngõ ra: từ 0.1 đến 500 Hz

Sơ đồ kết nối và các tín hiệu I/O theo đề nghị của nhà sản xuất:

Sơ đồ 2.1: Sơ đồ kết nối và các tín hiệu I/O của Altivar 71

(1) Ngõ vào đề nghị

(2) Tiếp điểm relay thể hiện trạng thái biến tần.

(3) Ngõ ra +24VDC.

(4) Sử dụng chức năng điều khiển contactor ở ngõ ra của biến tần với

relay R2.

(5) X và Y có thể đƣợc cấu hình ở mức 0 và 20 mA phụ thuộc vào AI2

và AO1.

LI1, LI2, LI3,LI4 là 4 ngõ vào logic có thể lập trình.



Các ký hiệu trên sơ đồ:

A1 Biến tần

Q1 GV2-L hoặc CB Compact NS

KM2 Contactor LC1-D..

T1 Biến thế 100 VA thứ cấp 220V

Q2 CB loại GV2-L có dòng gấp hai lần dòng chính của biến thế T1.

Q3 CB loại GB2-CB05

Sơ đồ điện kết nối PLC S7-200 đƣợc thể hiện ở phần các sơ đồ điện.

2.2 HỆ THỐNG MÔTƠ KÉO CỬA BUỒNG THANG

Chọn môtơ kéo cửa là loại có các thông số:

+Công suất : 0.37 KW (1/2 HP)

+Điện áp : 220 V x 3 pha

+Hệ số công suất : Cosw = 0.75

+Tần số : 50 HZ

Do đặc điểm của hệ thống cửa buồng thang là khi họat động thì thao tác mở

luôn đƣợc ƣu tiên trong khi thao tác đóng bị cản trở. Yêu cầu khi vận hành phải êm ái

và có sƣờn tăng tốc và giảm tốc phù hợp khi đóng cũng nhƣ khi mở cửa. Để vận hành

đƣợc nhƣ vậy thì ta sẽ sử dụng bộ biến tần để điều khiển moto kéo cửa, yêu cầu biến

tần cửa phải có kích thƣớc nhỏ gọn. Ta chọn biến tần của Telemecaniqe loại Altivar 11

có các thông số:

Hình 2.2: Biến tần Altivar 11

Mã hiệu sản phẩm : ATV 11HU09M2A

Nguồn cung cấp : 200 – 240 VAC x 01 pha; Tần số : 50 /60HZ

Ngõ ra: 3 pha môtơ 200 – 240 V

Công suất ngõ ra định mức : 0.37 KW (0.5HP)



Dòng điện vào định mức: 5.3 A

Dòng điện ra định mức: 2.1 A

Công suất tiêu tán tại tải định mức: 20.5 W

Dãy tần số ngõ ra: từ 0.1 đến 200 Hz

Sơ đồ kết nối và các tín hiệu I/O theo đề nghị của nhà sản xuất:

Sơ đồ 2.2: Sơ đồ kết nối và các tín hiệu I/O

(1) Tiếp điểm relay báo lỗi, để chỉ báo trạng thái của biến tần.

(2) Ngõ vào +15V . Nếu một nguồn bên ngoài đƣợc sử dụng (lớn nhất

+24V) thì phải nối 0V nguồn với 0V của biến tần, và không đƣợc sử dụng ngõ + 15 V

của biến tần.

(3) Relay mức thấp.

2.3 THIẾT BỊ HIỂN THỊ VÀ NÚT NHẤN GỌI TẦNG

2.3.1 Thiết bị hiển thị vị trí buồng thang

Thiết bị hiển thị vị trí buồng thang là loại thị dùng led 7 đoạn (loại catot chung).

Thiết bị hiển thị buồng thang sử dụng điện áp 24 VDC.

Thiết bị hiển thị vị trí buồng thang bằng số và huớng di sẽ đƣợc đƣợc đặt trong

buồng thang và tại các lối vào của thang máy trên tất cả các điểm dừng. Chọn thiết bị

hiển thị led 7 đoạn của AUTONICS với các thông số:

Mã hiệu sản phẩm: D1SC-N

Điện áp cung cấp: 12 –24 VDC

Dãy điện áp có thể hoạt động: 90 –110% điện áp tiêu thụ.

Phƣơng pháp hiển thị: màu đỏ (7 nét)



Ký tự hiển thị: Số thập phân: 0 –9, dấu chấm thập phân

Số thập lục phân: 0 –9, A-F, dấu chấm thập phân

Ngõ vào: có thể chọn mức logic dƣơng hoặc âm nhờ công tắc DIP đƣợc

lắp trên board

Mức tín hiệu ngõ vào: Cao: 4.5-24V, thấp: 0 –1.2V

Đèn tín hiệu báo thang chạy chiều lên và chiều xuống ta chọn loại đèn

PILOT LIGHT của Telemecaniqe có hiển thị loại đèn led nằm bên trong sử dụng điện

áp cung cấp 24 VDC, mã hiệu sản phẩm XB7-EV03BP.

2.3.2 Nút nhấn gọi tầng

Nút nhấn gọi tầng là loại nút nhấn dạng thƣờng hở, sau khi tác động thì tiếp

điểm sẽ tự động trở lại vị trí thƣờng hở và có đèn hiển thị đặt bên trong nút nhấn. Đèn

nút nhấn là loại sử dụng nguồn điện 24 VDC. Nút gọi với đèn tín hiệu chấp nhận cuộc

gọi đƣợc lắp trong buồng thang, nút nhấn gọi bên ngoài tầng cũng đƣợc lắp trên tất cả

các lối vào của thang máy (tại mỗi tầng sẽ đƣợc lắp 1 nút nhấn gọi chiều lên và 1 nút

nhấn gọi chiều xuống, riêng ở tầng trên cùng đƣợc lắp 1 nút nhấn gọi chiều xuống và ở

tầng dƣới cùng đƣợc lắp 1 nút nhấn gọi chiều lên). Ta chọn nút nhấn Harmony của

Telemecaniqe:

Mã số sản phẩm: XB7-EW33B1P

Điện áp nguồn cung cấp cho led hiển thị: 24 VDC

Loại tiếp điểm: 1 tiếp điểm thƣờng hở.

Các nút nhấn kích thang đóng cửa nhanh (DCB) và nút nhấn kích thang

mở cửa trở lại ta cũng chọn loại nút nhấn nhanh (DCB) ta chọn loại Harmony của

Telemecaniqe mã số sản phẩm:XB7-EW33B1P. Các thông số về tiếp điểm và Led

hiển thị của nút nhấn XB7-EW33B1P:

Hình 2.3: Nút nhấn Harmony XB7-EW33B1P

Thông số của tiếp điểm:

+Khi sử dụng với nguồn điện AC:

Với Ue =120 VAC thì Ie = 3 A và với Ue =240 VAC thì Ie = 1.5 A

+Khi sử dụng với nguồn điện DC:

Với Ue =125 VDC thì Ie = 0.22 A và với Ue =250 VDC thì Ie = 0.1 A

Thông số của Led hiển thị đặt bên trong nút nhấn:

+Điện áp nguồn cung cấp cho đèn Led: 24 VDC

+Dòng tiêu thụ của Led: 18 mA



2.3.3 Nút nhấn kích thang chạy chế độ hand

Nút nhấn kích thang chạy chiều lên (IUB) và chạy chiều xuống (IDB) ở chế độ

chạy Hand ta chọn loại Harmony của Telemecaniqe:

Hình 2.4 Nút nhấn Harmony XB7-EA21P

Mã số sản phẩm: XB7-EA21P

Loại tiếp điểm: 1 NO



Với Ue =120 VAC thì Ie = 6 A và với Ue =240 VAC thì Ie= 3 A



2.4 CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT ĐIỀU KHIỂN

2.4.1 Chọn relay điều khiển

Các relay điều khiển là loại mini relay có 14 chân (trong đó có 2 chân nguồn

13-14 và 4 cặp tiếp điểm dạng 1 chân chung). Chọn relay Zelio của Telemecaniqe với

các thông số :

Điện áp nguồn cung cấp cuộn dây relay chọn loại:

+ Điện áp 220VAC mã hiệu sản phẩm: RXL4A06B1B7 với các thông số :

Dòng nhiệt tiếp điểm (nhiệt độ ≤ 400 C): Ith = 6 (A)

Điện áp đóng ngắt min/max: 5/250 V AC/DC

Số tiếp điểm: 4 C/O

Công suất tiêu thụ trung bình của cuộn dây: 1.5 VA/ 0.9 W

+ Điện áp 24 VDC mã hiệu sản phẩm: RXL4A06B1BD với các thông số tƣơng

tự nhƣ loại relay có điện áp cung cấp cuộn dây là 220VAC.

Chọn đế (sockets) cho relay là loại có đèn Led hiển thị khi có nguồn

cung cấp cho cuộn dây relay chọn sockets có mã hiệu: RZM021BN

Các relay: PR, DR, DO, DC ta chọn loại cuộn dây có điện áp nguồn

cung cấp 220 VAC

Các relay: PRA, RU, RD,V0 ,V2, RB ta chọn loại có điện áp nguồn cung

cấp 24 VDC



Hình 2.5: Relay Zelio

2.4.2 Chọn công tắc

2.4.2.1 Công tắc chọn chế độ hoạt động

Công tắc chọn chế độ hoạt động (Auto hoặc Hand) là loại công tắc vặn và có 2

vị trí, ta chọn loại Harmony của Telemecaniqe

Hình 2.6: Công tắc Harmony XB7-ED25P

Mã số sản phẩm: XB7-ED25P

Loại tiếp điểm: 1 NO, 1NC



Với Ue =120 VAC thì Ie = 6 A và với Ue =240 VAC thì Ie = 3 A



2.4.2.2 Công tắc dừng khẩn

Công tắc dừng khẩn (ES) là loại dạng ấn và giữ nguyên vị trí khi bị tác động

muốn trở lại trạng thái ban đầu ta phải xoay theo chiều qui định đƣợc hƣớng dẫn trên

nút nhấn, chọn loại Harmony của Telemecaniqe:

Hình 2.7: Công tắc Harmony XB7-ES542P

Mã số sản phẩm: XB7-ES542P



Loại tiếp điểm: 1 NO, 1NC



Với Ue =120 VAC thì Ie = 6 A và với Ue =240 VAC thì Ie = 3 A



2.4.2.3 Công tắc hành trình (Công tắc giới hạn)

+Các công tắc giới hạn đổi tốc độ khi thang hết hành trình chạy chiều lên và

chiều xuống (UL1,DL1) và Các công tắc giới hạn hãm phanh khi thang hết hành trình

chạy chiều lên và chiếu xuống (UL2,DL2), các công tắc giới hạn ngắt nguồn điều

khiển khi thang hết hành trình chạy chiều lên và chiếu xuống (UL3,DL3), chọn công

tắc hành trình của Telemecaniqe:

Hình 2.8: Công tắc giới hạn XCK S149H29

Mã hiệu sản phẩm: XCK S149H29 , với các thông số nhƣ sau:

Dòng làm việc của tiếp điểm ở địên áp cho phép 240 VAC là 3 A và

Dòng làm việc của tiếp điểm ở địên áp cho phép 250 VDC là 0.27 A

Dòng nhiệt tiếp điểm cho phép là I TH = 10 A tại 250 VAC ( tần số 50

hoặc 60 Hz).

Số tiếp điểm 1 NO, 1NC

+Các công tắc giới hạn cung cấp tín hiệu cho phép thang chạy khi đảm bảo rằng

các cửa tầng và cửa buồng thang đã đóng kín, ta chọn công tắc giới hạn của

Telemecaniqe loại XCK J10541D với các thông số:

Hình 2.9: Công tắc giới hạn XCK






hoặc 60 Hz).

Số tiếp điểm 1 NO, 1NC J10541D

+Công tắc giới hạn đặt dƣới buồng thang sẽ tác động gửi tín hiệu về bộ xử lý và

không cho phép thang chạy trong trƣờng hợp tải trọng trong thang vƣợt quá tải trọng

cho phép, chọn công tắc hành trình của Telemecaniqe loại XCK J167D

Hình 2.10: Công tắc giới hạn XCK J167D




hoặc 60 Hz).

Số tiếp điểm 1 NO, 1NC

+Tƣơng tự, công tắc thoát hiểm trong buồng thang ta cũng chọn loại XCK

J167D của Telemecaniqe.

+Các công tắc giới hạn đóng mở cửa (GOL,GCL) và các công tắc giới hạn đổi

tốc độ khi đóng và mở cửa chọn công tắc hành trình của Telemecaniqe với các thông

số:

Hình 2.11: Công tắc giới hạn XEP4 E1W7A454

Dòng làm việc của tiếp điểm ở địên áp cho phép 240 VAC là 1.5 A và


Dòng nhiệt tiếp điểm cho phép là I TH = 7.5 A tại 250 VAC ( tần số 50

hoặc 60 Hz).

Số tiếp điểm 1 C/O (hai tiếp điểm có 1 chân chung)

Mã hiệu sản phẩm: XEP4 E1W7A454



2.4.3 Chọn các sensor quang

2.4.3.1 Thiết bị đếm tầng

+Thiết bị đếm tầng chiều lên (LVU) và chiều xuống (LVD) chọn loại sensor

quang có hình chữ U của Telemecaniqe:

Hình 2.12: Sensor quang XUV J0312

Với các thông số :

Khoảng cách nhận dạng: 30 mm

Loại 3 dây, ngõ ra NPN hoặc PNP, có công tắc chọn loại ngõ ra trên

thiết bị.

Điện áp cung cấp 24 VDC

Phạm vi điện áp họat động: 19 - 38 VDC

Mã hiệu sản phẩm: XUV J0312

Sơ đồ kết nối theo đề nghị của nhà sản xuất:

Sơ đồ 2.3: Sơ đồ kết nối sensor quang XUV J0312

BN: chân nguồn dƣơng

BU: chân nguồn âm

BK: ngõ ra của sensor

2.4.3.2. Thiết bị phát hiện có người ở cửa buồng thang

Ta chọn loại sensor quang của Telemecaniqe với các thông số:

Hình 2.13: Sensor quang XUM J03353

Khoảng cách nhận dạng cho phép: 3 m

Loại 3 dây, ngõ ra NPN, PNP có thể chọn đƣợc nhờ công tắc chọn trên

sensor.



Điện áp cung cấp 12 -24 VDC

Phạm vi điện áp họat động: 10 -30 VDC

Mã hiệu sản phẩm:XUM J03353

Sơ đồ kết nối theo đề nghị của nhà sản xuất:

Sơ đồ 2.4: Sơ đồ kết nối sensor quang XUM J03353

Ký hiệu trên sơ đồ:

BN: chân nguồn dƣơng

BU: chân nguồn âm

BK của phần nhận (receiver): ngõ ra PNP

WH của phần nhận (receiver): ngõ ra NPN

2.5 CHỌN CONTACTOR

2.5.1 Chọn contactor đóng ngắt ở ngõ ra của biến tần Altivar 38

Chọn contactor đóng ngắt ở ngõ ra của biến tần Altivar 38 (Contactor #MC)

theo đề nghị của nhà sản xuất với:

Công suất động cơ : 5.5 KW (7.5HP)

Mã số sản phẩm biến tần: ATV 38HU90N4

Nguồn cung cấp : 380VAC x 03 pha; Tần số : 50 HZ

Chọn contactor loại LC1 - D25 của Telemecaniqe có các thông số:

Hình 2.14: Contactor LC1 - D25

Dòng làm việc cho phép lớn nhất của tiếp điểm (với Ue £ 440 V) : I=25

(A)

Điện áp nguồn cung cấp cho cuộn dây làm việc: 220 VAC

Số cực: 3



2.5.2 Chọn contactor đóng ngắt cho thắng điện (#MB)

Chọn contactor đóng ngắt cho thắng điện (#MB). Chọn contactor loại LC1 –

D09 của Telemecaniqe có các thông số:

Dòng làm việc cho phép lớn nhất của tiếp điểm (với Ue £ 440 V): I = 9

(A)

Điện áp nguồn cung cấp cho cuộn dây làm việc: 220 VAC

Số cực: 3

2.6 CHỌN MÁY BIẾN THẾ

Máy biến thế T1 cấp nguồn cho mạch điều khiển và nguồn cho moto kéo cửa ta

chọn máy biến thế của Telemecaniqe loại cách ly với các thông số :

Loại 1 pha

Công suất : 630 VA

Sơ cấp: 0 – 230-400 V và 2 điểm nối +/- 15 V

Thứ cấp: 0 – 24 - 48 V , 0 – 115 - 230 V

Mã hiệu sản phẩm:ABL-6TD63BG

Hình 2.15: Máy biến thế ABL-6TD63BG

2.7 CHỌN CB(CIRCUIT BREAKER) BẢO VỆ

Circuit Breaker: Bộ phận an toàn ngắt mạch tự động khi dòng vƣợt quá tải.

2.7.1 Chọn CB bảo vệ cho biến tần môtơ kéo chính

Chọn CB bảo vệ cho biến tần môtơ kéo chính theo đề nghị của nhà sản xuất:

Công suất động cơ : 5.5 KW (7.5HP)

Mã số sản phẩm biến tần: ATV 38HU90N4


Chọn CB loại GV2 LE22 của Telemecaniqe có các thông số:

Hình 2.16: CB GV2 LE22



Dòng làm việc: I = 25 (A)

Dòng tác động sự cố đến 327 (A)

Dòng cắt ngắn mạch cho phép: Icu = 50 (KA) tại 415 V

2.7.2 Chọn CB bảo vệ cho moto kéo cửa và biến tần Altivar 11

Chọn CB bảo vệ cho moto kéo cửa và biến tần Altivar 11 điều khiển moto kéo

cửa với:

Công suất động cơ : 0.37KW (0.5HP)

Dòng nguồn lớn nhất: 6 A

Mã hiệu sản phẩm : ATV 11HU09M2A


Dòng điện danh định của biến tần: 2.4 A

Dòng tức thời lớn nhất của biến tần: 3.6 A

Ta chọn CB của Telemecaniqe là loại có mã hiệu GB2-CB là loại CB đặc biệt

đƣợc ứng dụng trong lĩnh vực bảo vệ điều khiển và đóng ngắt cho tải 1 pha. Có các

thông số:

Hình 2.17: CB GB2-CB

Dòng điện làm việc: 6 A

Điện áp làm việc lớn nhất: 415 V

Khả năng cắt ngắn mạch cho phép:Icu = 10 KA tại415 V

Số cực : 1

Mã hiệu GB2-CB06

2.7.3 Chọn CB bảo vệ cho biến thế T1

+Chọn CB bảo vệ cho biến thế T1 ta chọn loại GB2-DB của Telemecaniqe là

loại dùng cho các ứng dụng để bảo vệ đƣợc đặt ở ngõ vào của biến thế , có các thông

số sau:



Hình 2.18: CB GB2-DB và CB GB2-CD

Loại dùng cho nguồn điện 1 pha, bảo vệ cho các biến thế có công suất

dƣới 5000 VA, điện áp làm việc cho phép 415 V.

Dòng làm việc: 10 A

Số cực: 2

Khả năng cắt ngắn mạch cho phép:Icu = 10 KA tại 415 V


Mã hiệu sản phẩm: GB2-DB10

+Chọn CB bảo vệ ở ngõ ra C0 của biến thế, ta chọn loại GB2-CD của

Telemecaniqe là loại dùng cho các ứng dụng để bảo vệ ở ngõ ra của biến thế , có các

thông số sau:

Số cực: 1 + trung tính.

Khả năng cắt ngắn mạch cho phép:Icu = 10 KA tại 415 V


Dòng điện làm việc: 6 A

Mã hiệu sản phẩm: GB2- CD06

2.8 CHỌN PLC

Chọn PLC điều khiển họat động thang máy là loại PLC SIMATIC S7-200 CPU

224 của hãng SIEMENS với các thông số:

Điện áp nguồn cung cấp 24 V DC

Điện áp nguồn ngõ vào: 24 VDC

Số ngõ vào: 24

Ngõ ra: 16 (relay)

Khả năng đóng cắt của tiếp điểm ngõ ra:

Tải điện trở là: 2 A

Tải đèn là: 30 W cho điện áp DC và 200 W cho điện áp AC

Do số I/O trên CPU không đáp ứng đủ số I/O theo yêu cầu nên cần mở rộng

thêm bằng cách kết nối thêm các Modul mở rộng ta ghép thêm 1 Modul loại EM222 8



ngõ ra loại Relay, 1 Modul loại EM221 có 8 ngõ vào DC, 1 Modul EM223 có 4 ngõ

vào/4 ngõ ra (loại Relay).

Modul EM 222 ngõ ra Relay có đặc điểm:

Nguồn cung cấp: 24 VDC

Số ngõ ra 8 (loại Relay)

Tầm điện áp cho phép hoạt động là: 5 – 30VDC

Khả năng đóng cắt cho phép của tiếp điểm ngỏ ra:

Tải cảm và tải điện trở: 2 A

Tải đèn: 30/200W (DC/AC)

Modul EM 223 4 ngõ vào/4 ngõ ra Relay có đặc điểm:

Nguồn cung cấp: 24 VDC


Số ngõ vào: 4

Điện áp ngõ vào: 24 VDC

Mức logic 1 của ngõ vào ứng với điện áp từ 15- 30 VDC

Mức logic 0 của ngõ vào ứng với điện áp từ 0- 5 VDC

Số ngõ ra 4 (loại Relay)


Khả năng đóng cắt cho phép của tiếp điểm ngỏ ra:

Tải cảm và tải điện trở: 0.75 A

Tải đèn: 30/200W (DC/AC)

2.9 QUI ĐỊNH CÁC NGÕ RA VÀO

2.9.1 Các tín hiệu ngõ vào input

I0.0 Nhận tín hiệu từ thiết bị đếm tầng chiều lên (LVU)

I0.1 Nhận tín hiệu từ thiết bị đếm tầng chiều xuống (LVU)

I0.2 Nhận tín hiệu từ giới hạn giảm tốc và báo hết hành trình chạy chiều lên (UL1)

I0.3 Nhận tín hiệu từ giới hạn giảm tốc và báo hết hành trình chạy chiều xuống

(DL1)

I0.4 Nhận tín hiệu mở cửa trở lại đƣợc cấp từ nút nhấn đặt trong buồng thang, từ

tiếp điểm trang thái của photo sensor (DOB).

I0.5 Nhận tín hiệu từ nút nhấn kích đóng cửa nhanh đặt trong buồng thang (DCB).

I0.6 Nhận tín hiệu từ công tắc hành trình báo cửa thang mở hết hành trình (GOL).

I0.7 Nhận tín hiệu từ công tắc hành trình báo cửa thang đóng hết hành trình (GCL).

I1.0 Nhận tín hiệu từ nút nhấn gọi trong cabin tầng đất (GCB).Nhận tín hiệu

I1.1 Nhận tín hiệu từ nút nhấn gọi trong cabin tầng 1 (1CB).


I1.3 Nhận tín hiệu họat động AUTO hoặc HAND từ công tắc ba vị trí.

I1.4 Nhận tín hiệu từ tiếp điểm thƣờng hở 5-9 của relay tín hiệu cửa (DR).

I1.5 Nhận tín hiệu từ tiếp điểm thƣờng hở 7-11 của relay tín hiệu an toàn (PR)

I1.6 I1.7




I2.1

I2.2 Nhận tín hiệu từ nút nhấn gọi ngoài tầng chiều lên tầng đất (GUB).

I2.3 Nhận tín hiệu từ nút nhấn gọi ngoài tầng chiều lên tầng 1 (1UB).

I2.4 Nhận tín hiệu từ nút nhấn gọi ngoài tầng chiều xuống tầng 1 (1DB).

I2.5 Nhận tín hiệu từ nút nhấn gọi ngoài tầng chiều xuống tầng 2 (2UB).



I3.0 Từ giới hạn an tòan thứ 2 không cho thang chạy khi hết hành trình chạy chiều

lên (UL2)

I3.1 Nhận tín hiệu từ giới hạn an tòan thứ 2 không cho thang chạy khi hết hành trình

chạy chiều xuống (DL2)

I3.2 Nhận tín hiệu từ nút nhấn chạy HAND chiều lên (IUB)

I3.3 Nhận tín hiệu từ nút nhấn chạy HAND chiều xuống (IDB)

2.9.2 Các tín hiệu ngõ ra relay output

Q0.0 Xuất tín hiệu cấp nguồn cho LED báo mũi tên chiều lên (UL).

Q0.1 Xuất tín hiệu cấp nguồn cho LED báo mũi tên chiều xuống (DL).

Q0.2 Xuất tín hiệu kích thang chạy tốc độ chậm (V0).

Q0.3 Xuất tín hiệu kích thang chạy tốc độ nhanh (V2).

Q0.4 Xuất tín hiệu kích thang chạy chiều lên (Up)

Q0.5 Xuất tín hiệu kích thang chạy chiều xuống (Down).

Q0.6 Xuất tín hiệu cấp nguồn cho relay tín hiệu mở cửa (DO).

Q0.7 Xuất tín hiệu cấp nguồn cho relay tín hiệu đóng cửa (DC)

Q1.0 Xuất tín hiệu cấp nguồn cho đèn báo nút nhấn gọi ngoài tầng đất chiều lên.

Q1.1 Xuất tín hiệu cấp nguồn cho đèn báo nút nhấn gọi ngoài chiều lên tầng 1.

Q2.0 Xuất tín hiệu cấp nguồn cho đèn báo nút nhấn gọi ngoài chiều xuống tầng 1.

Q2.1 Xuất tín hiệu cấp nguồn cho đèn báo nút nhấn gọi ngoài chiều lên tầng 2.



* Xuất tín hiệu 4 bít cho mạch giải mã LED 7 đoạn.

Q2.4 Bít 3

Q2.5 Bít 2

Q2.6 Bít 1

Q2.7 Bít 0

Q3.0 Xuất tín hiệu cấp nguồn cho đèn báo nút nhấn gọi trong Cabin tầng đất.

Q3.1 Xuất tín hiệu cấp nguồn cho đèn báo nút nhấn gọi trong Cabin tầng 1.



* ĐẦU DÂY KẾT NỐI DỌC HỐ:



* ĐẦU DÂY KẾT NỐI CABIN:



CHƢƠNG 3: GIỚI THIỆU PLC S7 – 200.

3.1 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA S7 – 200 CPU 214.

PLC viết tắt của Programmable Logic Control, là thiết bị điều khiển logic lập

trình đƣợc, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển thông qua một ngôn

ngữ lập trình. S7 – 200 là thiết bị điều khiển khả trình loại nhỏ của hãng Siemens, có

cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng. Các modul này sử dụng cho nhiều

ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7 – 200 là khối vi xử lý CPU

212, CPU 214,CPU 214, CPU 226. Về hình thức bên ngoài, sự khác nhau của hai loại

CPU này nhận biết đƣợc nhờ số đầu vào/ra và nguồn cung cấp.

- CPU 212 có 8 cổng vào, 6 cổng ra và có khả năng đƣợc mở rộng thêm bằng 2

modul mở rộng.

- CPU 214 có 14 cổng vào, 10 cổng ra và có khả năng đƣợc mở rộng thêm bằng

7 modul mở rộng.

- CPU 214 có 14 cổng vào, 10 cổng ra có 14 cổng vào, 10 cổng ra và có khả

năng đƣợc mở rộng thêm bằng 7 modul mở rộng

- CPU 226 có 24 cổng vào 16 cổng ra và có khả năng đƣợc mở rộng thêm bằng

7 modul mở rộng.

S7 – 200 có nhiều loại modul mở rộng khác nhau.

3.1.1 CPU 214:

CPU 214 bao gồm:

- 2048 từ đơn (4K byte) thuộc miền nhớ đọc/ghi non-volatile để lƣu chƣơng

trình (vùng nhớ có giao diện với EEPROM).

- 2048 từ đơn (4K byte) kiểu đọc/ghi để lƣu dữ liệu, trong đó 512 từ đầu thuộc

miền nhớ non-volatile.

- 14 cổng vào và 10 cổng ra logic.

- Có 7 modul để mở rộng thêm cổng vào/ra bao gồm luôn cả modul analog.

- Tổng số cổng vào/ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra.

- 128 Timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4 Timer 1ms, 16

Timer 10ms và 108 Timer 100ms.

- 128 bộ đếm chia làm 2 loại: chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi.

- 688 bit nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc.

- Các chế độ ngắt và xử lý ngắt bao gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sƣờn lên

hoặc xuống, ngắt thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung.

- 3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2 KHz và 7KHz.

- 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM.

- 2 bộ điều chỉnh tƣơng tự.

- Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi

PLC bị mất nguồn nuôi.



Hình 1. Bộ điều khiển lập trình đƣợc S7 – 200, CPU 214

3.1.2 Mô tả các đèn báo trên S7 – 200, CPU 214

SF (đèn đỏ) Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng. Đèn SF sáng lên khi

PLC bị hỏng hóc.

RUN (đèn xanh) Đèn xanh RUN chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và

thực hiện chƣơng trình đƣợc nạp trong máy.

STOP (đèn vàng) Đèn vàng STOP chỉ định PLC đang ở chế độ dừng. Dừng

chƣơng trình đang thực hiện lại.

Ix.x (đèn xanh) Đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời của cổng

Ix.x (x.x = 0.0 ÷ 1.5). Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của

cổng.

Qy.y (đèn xanh) Đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng

Qy.y (y.y = 0.0 ÷ 1.1). Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của

cổng.

3.1.3 Cổng truyền thông

S7 – 200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để

phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Tốc độ

truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud. Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo

kiểu tự do là 300 đến 38.400.



Để ghép nối S7 – 200 với máy lập trình PG702 hoặc với các loại máy lập trình

thuộc họ PG7xx có thể sử dụng một cáp nối thẳng MPI. Cáp đó đi kèm theo máy lập

trình. Ghép nối S7 – 200 với máy tính PC qua cổng RS-232 cần có cáp nối PC/PPI với

bộ chuyển đổi RS232/RS485.

3.1.4 Công tắc chọn chế độ làm việc của PLC

Công tắc chọn chế độ làm việc nằm phía trên, bên cạnh các cổng ra của S7–

200 có ba vị trí cho phép chọn các chế độ làm việc khác nhau cho PLC.

- RUN cho phép PLC thực hiện chƣơng trình trong bộ nhớ. PLC S7 –

200 sẽ rời khỏi chế độ RUN và chuyển sang chế độ STOP nế trong máy có sự cố hoặc

trong chƣơng trình gặp lệnh STOP, thậm chí ngay cả khi công tắc ở chế độ RUN. Nên

quan sát trạng thái thực tại của PLC theo đèn báo.

- STOP cƣỡng bức PLC dừng thực hiện chƣơng trình đang chạy và

chuyển sang chế độ STOP. Ở chế độ STOP PLC cho phép hiệu chỉnh lại chƣơng trình

hoặc nạp một chƣơng trình mới.

- TERM cho phép máy lập trình tự quyết định một trong các chế độ làm

việc cho PLC hoặc ở chế độ RUN hoặc ở chế độ STOP.

3.1.5 Chỉnh định tƣơng tự

Điều chỉnh tƣơng tự (1 bộ trong CPU 212 và 2 trong CPU 214) cho phép điều

chỉnh các biến cần phải thay đổi và sử dụng trong chƣơng trình. Núm chỉnh analog

đƣợc lắp đặt dƣới nắp đậy bên cạnh các cổng ra. Thiết bị chỉnh định có thể quay 270o.

3.1.6 Pin và nguồn nuôi bộ nhớ

Nguồn nuôi dùng để mở rộng thời gian lƣu giữ cho các dữ liệu có trong bộ nhớ.

Nguồn pin tự động đƣợc chuyển sang trạng thái tích cực nếu nhƣ dung lƣợng tụ nhớ bị

cạn kiệt và nó phải thay thế vào vị trí đó để dữ liệu trong bộ nhớ không bị mất đi.

3.2 CẤU TRÚC BỘ NHỚ

3.2.1 Phân chia bộ nhớ:

Bộ nhớ của S7 – 200 đƣợc chia thành 4 vùng với một tụ có nhiệm vụ duy trì dữ

liệu trong một khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn. Bộ nhớ của S7 – 200 có tính

năng động cao, đọc và ghi đƣợc trong toàn vùng, loại trừ phần bit nhớ đặc biệt đƣợc kí

hiệu SM (Special Memory) chỉ có thể truy nhập để đọc. Vùng chƣơng trình: là miền

nhớ đƣợc sử dụng để lƣu các lệnh chƣơng trình. Vùng này thuộc kiểu non-volatile

đọc/ghi đƣợc.



Vùng tham số: là miền lƣu giữ các tham số nhƣ: từ khóa, địa chỉ trạm … cũng

nhƣ vùng chƣơng trình, vùng tham số thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi đƣợc.

Vùng dữ liệu: dùng để cất các dữ liệu của chƣơng trình bao gồm các kết quả các

phép tính, hằng số đƣợc định nghĩa trong chƣơng trình, bộ đệm truyền thông … một

phần của vùng nhớ này thuộc kiểu non-volatile.

Vùng đối tượng: Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào/ra tƣơng tự

đƣợc đặt trong vùng nhớ cuối cùng. Vùng này không kiểu non-volatile nhƣng đọc/ghi

đƣợc.

3.2.2 Vùng dữ liệu:

Vùng dữ liệu là một vùng nhớ động. Nó có thể đƣợc truy nhập theo từng bit,

từng byte, từng từ đơn hoặc từng từ kép và đƣợc sử dụng làm miền lƣu trữ dữ liệu cho

các thuật toán các hàm truyền thông, lập bảng các hàm dịch chuyển, xoay vòng thanh

ghi, con trỏ địa chỉ … Vùng dữ liệu lại đƣợc chia thành các miền nhớ nhỏ với các công

dụng khác nhau. Chúng đƣợc ký hiệu bằng các chữ cái đầu của tên tiếng Anh, đặc

trƣng cho từng công dụng của chúng nhƣ sau:

V - Variable memory.

I - Input image regigter.

O - Output image regigter.

M - Internal memory bits.

SM - Speacial memory bits.

Tất cả các miền này đều có thể truy nhập đƣợc theo từng bit, từng byte, từng từ

đơn (word-2byte) hoặc từ kép (2 word).



Hình 4. Mô tả vùng dữ liệu của CPU 214

- Truy nhập theo bit: Tên miền (+) địa chỉ byte (+)(+) chỉ số bit. Ví dụ V150.4

chỉ bit 4 của byte 150 thuộc miền V.

- Truy nhập theo byte: Tên miền (+) B (+) địa chỉ của byte trong miền. Ví dụ

VB150 chỉ 150 thuộc miền V.

- Truy nhập theo từ: Tên miền (+) W (+) địa chỉ byte cao của từ trong miền. Ví

dụ VW150 chỉ từ đơn gồm 2 byte150 và 151 thuộc miền V, trong đó byte 150 có vai

trò byte cao trong từ.

- Truy nhập theo từ kép: Tên miền (+) D (+) địa chỉ byte cao của từ trong miền.

Ví dụ VD150 chỉ từ kép gồm 4 byte150, 151, 152 và 153 thuộc miền V, trong đó byte

150 có vai trò byte cao và byte 153 là thấp trong từ kép.

Tất cả các byte thuộc vùng dữ liệu đều có thể truy nhập đƣợc bằng con trỏ. Con

trỏ đƣợc định nghĩa trong miền V hoặc các thanh ghi AC1, AC2 và AC3. Mỗi con trỏ

địa chỉ chỉ gồm 4 byte (từ kép).



3.2.3 Vùng đối tƣợng:

Vùng đối tƣợng đƣợc sử dụng để lƣu giữ dữ liệu cho các đối tƣợng lập trình

nhƣ các giá trị tức thời, giá trị đặt trƣớc của bộ đếm, hay Timer. Dữ liệu kiểu đối

tƣợng bao gồm của thanh ghi của Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao, bộ đệm vào/ra

tƣơng tự và các thanh ghi Accumulator (AC).

Kiểu đƣợc đối tƣợng bị hạn chế rất nhiều vì các dữ liệu kiểu đối tƣợng chỉ đƣợc

ghi theo mục đích cần sử dụng của đối tƣợng đó. VB150 (byte cao) VB151 (byte thấp)

Hình 5. Vùng nhớ đối tƣợng đƣợc phân chia nhƣ sau:

3.2.4 Mở rộng ngõ vào/ra:

Có thể mở rộng ngõ vào/ra của PLC bằng cách ghép nối thêm vào nó các modul

mở rộng về phía bên phải của CPU (CPU 214 nhiều nhất 7 modul), làm thành một



móc xích, bao gồm các modul có cùng kiểu. Các modul mở rộng số hay rời rạc đều

chiếm chỗ trong bộ đệm, tƣơng ứng với số đầu vào/ra của các modul.

Sau đây là một ví dụ về cách đặt địa chỉ cho các modul mở rộng trên

3.2.5 Thực hiện chƣơng trình:

PLC thực hiện chƣơng trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp đƣợc gọi là một

vòng quét (scan). Mỗi vòng quét đƣợc bắt đầu bằng gian đoạn đọc dữ liệu từ các cổng

vào vùng đệm ảo, tiếp theo là gian đoạn thực hiện chƣơng trình. Trong từng vòng quét,

chƣơng trình đƣợc thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc bằng lệnh kết thúc

(MEND). Sau giai đoạn thực hiện chƣơng trình là gian đoạn truyền thông nội bộ và

kiểm tra lỗi. Vòng quét đƣợc kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm

ảo tới các cổng ra.

Hình 6. Chƣơng trình thực hiện theo vòng quét (scan) trong S7 – 200.

Nhƣ vậy, tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thƣờng lệnh không làm việc

mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền thông giữa

bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 4 do CPU quản lý. Khi gặp lệnh vào/ra



ngay lập tức thì hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chƣơng trình xử lý

ngắt, để thực hiện lệnh này một cách trực tiếp với cổng vào/ra.

Nếu sử dụng các chế độ xử lý ngắt, chƣơng trình con tƣơng ứng với từng tín

hiệu ngắt đƣợc soạn thảo và cài đặt nhƣ một bộ phận của chƣơng trình. Chƣơng trình

xử lý ngắt chỉ đƣợc thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể

xảy ra ở bất cứ điểm nào trong vòng quét.

3.2.6 Cấu trúc chƣơng trình của S7 – 200

Có thể lập trình cho S7 – 200 bằng cách sử dụng một trong những phần mềm

sau đây:

- STEP 7 – Micro/DOS

- STEP 7 – Micro/WIN

Những phần mềm này đều có thể cài đặt đƣợc trên các máy lập trình họ PG7xx

và các máy tính cá nhân (PC). Các chƣơng trình cho S7 – 200 phải có cấu trúc bao

gồm chƣơng trình chính (main program) và sau đó đến các chƣơng trình con và các

chƣơng trình xử lý ngắt đƣợc chỉ ra sau đây:

- Chƣơng trình chính đƣợc kết thúc bằng lệnh kết thúc chƣơng trình

(MEND)

- Chƣơng trình con là một bộ phận của chƣơng trình. Các chƣơng trình

con phải đƣợc viết sau lệnh kết thúc chƣơng trình chính, đó là lệnh MEND.

- Các chƣơng trình xử lý ngắt là một bộ phận của chƣơng trình. Nếu cần

sử dụng chƣơng trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc chƣơng trình chính

MEND.

Các chƣơng trình con đƣợc nhóm lại thành một nhóm ngay sau chƣơng trình

chính. Sau đó đến các chƣơng trình xử lý ngắt. Bằng cách viết nhƣ vậy, cấu trúc

chƣơng trình đƣợc rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chƣơng trình sau này. Có

thể tự do trộn lẫn các chƣơng trình con và chƣơng trình xử lý ngắt đằng sau chƣơng

trình chính.



Main Program

M

MEND

Thực hiện trong một vòng quét

SBR 0 chƣơng trình con thứ nhất

M

RET

Thực hiện khi đƣợc chƣơng trình chính

gọi

SBR n chƣơng trình con thứ n+1

M

RET

INT 0 chƣơng trình xử lý ngắt thứ nhất

M

RET

Thực hiện khi đƣợc chƣơng trình chính

gọi

INT n chƣơng trình xử lý ngắt thứ n+1

M

RET

Hình 8: Hình ảnh thực tế của PLC SIMATIC S7 – 200 (CPU 214)



Hình 9: Hình ảnh thực tế của một modul analog

Hình 10: CPU 224 đang đƣợc kết nối với modul mở rộng



CHƢƠNG 4. THỰC HIỆN CHƢƠNG TRÌNH



CHƢƠNG 5: BẢNG VẼ KẾT NỐI HỆ THỐNG

5.1 SƠ ĐỒ KẾT NỐI PHẦN ĐỘNG LỰC:



5.2 SƠ ĐỒ KẾT NỐI PHẦN ĐIỀU KHIỂN:



5.3 SƠ ĐỒ KẾT NỐI CỦA CPU 214:



5.4 SƠ ĐỒ KẾT NỐI CỦA CPU 214 VÀ CÁC MODUL MỞ RỘNG:



5.5 SƠ ĐỒ KẾT NỐI CỦA CÁC BIẾN TẦN:



5.6 SƠ ĐỒ KẾT NỐI CỦA CÁC SENSOR:



KẾT LUẬN

Thang máy là một ứng dụng rất phổ biến trong thực tế. Bài toán của nhóm em

đƣa ra mới chỉ ở mức độ tìm hiểu và đƣa ra một chƣơng trình điều khiển thang máy

đơn giản. Do thời gian nghiên cứu còn ngắn nên không thể tránh đƣợc những thiếu sót.

Mong rằng sau khi xem xét đề tài này, thầy sẽ giúp chúng em hoàn thành nó một cách

hoàn thiện hơn nữa.

Nhóm em xin chân thành cám ơn thầy.

Nhóm thực hiện

Nguyễn Văn Hùng

Lê Duy Hƣng



TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Văn Nhờ, Giáo trình điện tử công suất, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia

TP. Hồ Chí Minh, 2002.

2. Phan Quốc Dũng - Tô Hữu Phúc, Truyền động điện, Nhà xuất bản Đại Học Quốc

Gia TP. Hồ Chí Minh, 2003.

3. Nguyễn Doãn Phƣớc – Phan Xuân Minh, Tự động hóa với Simatic S7 – 200, Nhà

xuất bản Nông Nghiệp Hà Nội, 1997.

4. Nguyễn Doanh Sơn (2006) Thang Máy Nhà Xuất Bảng Đại Học Quốc Gia TP.HCM

5. Hƣớng dẫn sử dụng phầm mềm WinCC trong CD WinCC V.6 của Siemens.

6. Các trang web tham khảo:

www.siemens.com

www.telemecanique.com

www.autonics.com

dk thang may

Documents