Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB Nguyễn Thành Công Page 1 Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB Nguyễn Thành Công Page 2 Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB Nguyễn Thành Công Page 3 Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN THANG MÁY 1.1. Lịch Sử Phát Triển Của Thang Máy: Từ thời xa xưa qua thời Trung cổ và cho đến thế kỷ thứ 13, sức mạnh của người và vật là nguồn lực chính cho các thiết bị nâng. Vào năm 1850, những chiếc thang máy thủy lực và hơi nước đã được giới thiệu, nhưng năm 1852 là năm mà một sự kiện quan trọng diễn ra: phát minh thang máy an toàn đầu tiên trên thế giới của Elisa Graves Otis. Hình 1.1:Thiết bị nâng thời trung cổ Vào năm 1873 hơn 2000 chiếc thang máy đã được trang bị cho các cao ốc, văn phòng khách sạn, cửa hàng tổng hợp trên khắp nước Mỹ và 5 năm sau đó, chiếc thang thủy lực đầu tiên của Otis được lắp đặt. Kỷ nguyên của những tòa nhà chọc trời đã theo sau đó và vào năm 1889 lần đầu tiên Otis chế tạo thành công động cơ bánh răng truyền động trực tiếp đầu tiên. Năm 1903, Otis đã giới thiệu một thiết kế mà về sau đã trở thành nền tảng cho nghành công nghiệp thang máy: thang máy dùng động cơ điện Nguyễn Thành Công Page 4 Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB không hộp số, mang đầy tính công nghệ, được thử thách để cùng tồn tại với bản thân cao ốc. Nó đã mở ra một thời kỳ mới cho kết cấu nhà cao tầng. Những cải tiến của Otis trong điều khiển tự động đã có hệ thống kiểm soát tín hiệu, hệ thống kiểm soát hoạt động cao điểm, hệ thống điều khiển tự động và cơ chế phân vùng. Otis đi đầu trong việc phát triển công nghệ điện toán và công ty đã làm một cuộc cách mạng trong công nghệ điều khiển tự động thang máy,đưa ra những cải tiến quan trọng đáp ứng các cuộc gọi và các điều kiện vận hành thang. 1.2. Khái Niệm Chung về Thang Máy: - Thang máy là thiết bị vận tải chuyên dùng để chở người và hàng hóa theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 15º so với phương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn. Những loại thang máy hiện đại có kết cấu cơ khí phức tạp, hệ truyền động, hệ thống khống chế phức tạp nhằm nâng cao năng suất, vận hành tin cậy, an toàn. Tất cả các thiết bị điện được lắp đặt trong buồng thang và buồng máy. Buồng máy thường bố trí ở tầng trên cùng của giếng thang máy. - Thang máy được sử dụng rộng rãi trong các tòa nhà cao tầng, bệnh viện, công sở. Ngoài tính tiện nghi khi sử dụng, thang máy còn làm tăng thêm tính mỹ quan cho công trình. - Thang máy là một thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt, do nó có liên quan trực tiếp với tính mạng và tài sản của người sử dụng. Do đó yêu cầu chung đối với thang máy khi thiết kế, lắp đặt, vận hành và sửa chữa là phải tuân thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu về kỹ thuật an toàn đã được qui định, phải đầy đủ các thiết bị bảo vệ, thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy như bộ bảo hiểm, công tắc hạn chế trên, hạn chế dưới, điện chiếu sáng khi mất điện. Nguyễn Thành Công Page 5 Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB Hình 1.2 :Thang máy tải khách 1.3. Phân Loại Thang Máy: Thang máy được phân thành 5 loại [tài liệu 1]. 1.3.1. Phân loại theo chức năng: - Thang máy chuyên chở người. - Thang máy chuyên chở hàng nhưng có người đi kèm. - Thang máy chuyên chở người nhưng có hàng đi kèm. - Thang máy bệnh viện. - Thang máy chuyên chở hàng không có người đi kèm. 1.3.2. Phân loại theo hệ thống dẫn động cabin: - Thang máy dẫn động điện. - Thang máy thủy lực. - Thang máy khí nén. 1.3.3. Phân loại theo hệ thống điều khiển: - Điều khiển bằng rơ le. Nguyễn Thành Công Page 6 Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB - Điều khiển bằng PLC. - Điều khiển bằng máy tính. 1.3.4. Phân loại theo trọng tải: - Thang máy loại nhỏ Q < 500 kg. - Thang máy trung bình Q = 500 1000 kg. - Thang máy loại lớn Q > 1000 kg. 1.3.5. Phân loại theo tốc độ di chuyển cuả cabin: - Thang máy chạy chậm v < 1m/s. - Thang máy tốc độ trung bình v = (1 2,5) m/s. - Thang máy tốc độ lớn v > 4 m/s. 1.4. Cấu Tạo Chung Của Thang Máy. 1.4.1. Cấu tạo chung. Thang máy có nhiều loại khác nhau, nhưng nhìn chung gồm có các bộ phận chính như hình 1.4.1. - Cabin (4) trong đó có chứa người hoặc hàng hóa. Cabin chuyển động trên cáp dẫn hướng thẳng đứng (5) nhờ có các bộ guốc trượt (9) lắp vào cabin. Cáp nâng (10) trên đó có treo cabin được treo vào tang hoặc vắt qua puli dẫn cáp của bộ tời nâng (1). Trọng lượng thang máy và trọng lượng vật nâng được cân bằng bởi đối trọng (7) treo trên các dây cáp đi ra từ puli dẫn cáp hoặc từ tang. Buồng thang máy và đối trọng khi di chuyển sẽ trượt trên thanh ray dẫn hướng nhờ các guốc trượt. - Để an toàn, cabin được lắp trong giếng thang (6). Phần trên của giếng thang thường được lắp buồng máy (11). Trong buồng thang có lắp bộ tời và khí cụ điều khiển chính (tủ phân phối, bộ hạn chế tốc độ …). Phần dưới của giếng thang (hố giếng thang) có bố trí các bộ giảm chấn cabin và giảm chấn đối trọng (8). Ở phần trên cùng và dưới cùng của giếng thang có lắp các bộ hạn chế hành trình làm việc của giếng thang. Nguyễn Thành Công Page 7 Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB - Để tránh trường hợp thang bị rơi khi cáp bị đứt, do gặp sự cố mất điện hoặc do cơ cấu nâng bị hỏng, trên cabin có lắp bộ bảo hiểm (governor) như hình 1.4.1.4. Trong trường hợp này, thiết bị kẹp của nó sẽ kẹp vào các dẫn hướng và giữ chặt cabin. Bộ hãm bảo hiểm thường được dẫn động từ một cáp phụ (3), cáp này vắt qua puli của bộ hạn chế tốc độ kiểu li tâm (2). Khi tốc độ buồng thang cao hơn tốc độ giới hạn cho phép thì bộ hạn chế tốc độ sẽ phanh puli và làm dừng cáp. 1. Tời nâng. 2. Bộ hạn chế tốc độ kiểu ly tâm. 3. Cáp phụ. 4. Cabin 5. Cáp dẫn hướng thẳng đứng. 6. Giếng thang. 7. Đối trọng. 8.Giảm chấn đối trọng. 9. Guốc trượt. 10. Cáp nâng. 11. Buồng máy. Hình 1.4.1:Cấu tạo chung của thang máy. Nguyễn Thành Công Page 8 Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB Hình 1.4.1.1 :Một số dạng cabin của thang máy Hình 1.4.1.2 : Biên dạng guốc trượt kiểu lăn của hãng MITSUBISHI Hình 1.4.1.3 : Biên dạng guốc kiểu trượt của hãng NINGBO XINGDA Nguyễn Thành Công Page 9 Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Bộ điều khiển Guốc trượt kiểu con lăn Bộ kích Bộ đo gia tốc Dòng điện điều khiển Rãnh trượt trên thanh ray Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB Hình 1.4.1.4 :Thang máy có gắn bộ Governor(phanh cơ khí) Hình 1.4.1.5:Bộ tời thang máy 1.4.2. Một số sơ đồ thang máy thường gặp: 1.4.2.1. Thang máy có puli dẫn hướng (hình 1.4.2.1): Có lắp thêm puli phụ (2) để dẫn hướng cáp đối trọng. Sơ đồ này thường được dùng khi kích thước cabin lớn, cáp đối trọng không thể dẫn hướng từ puli dẫn cáp (hoặc tang) một cách trực tiếp xuống dưới. Hình 1.4.2.1 Nguyễn Thành Công Page 10 Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 [...]... –K50 Page 14 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB Khi đã vào bên trong buồng thang, muốn đến tầng nào, khách ấn nút chỉ định tầng đó, thang máy sẽ lập tức di chuyển và tuần tự dừng tại các tầng mà nó đi qua Cửa buồng thang và cửa tầng được thiết kế đóng mở tự động Khi buồng thang di chuyển đến một tầng nào đó, sau khi ngừng hẳn, cửa buồng thang và cửa tầng sẽ tự động mở để... điện từ, cuộn dây công tắc tơ (bộ khởi động từ), bóng đèn… (Hình 2.3.6.2 và hình 2.3.6.3) - Ký hiệu tại mỗi ngõ ra của PLC la Q0.0, Q0.1, Q0.2 … Hình 2.3.6.2 Mô hình kết nối tại ngõ ra PLC Hình 2.3.6.3 Sơ đồ kết nối ngõ ra PLC Nguyễn Thành Công Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Page 35 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB - Số lượng ngõ vào và ngõ ra của mỗi bộ PLC là có giới hạn,... thống truyền động mở cửa có thể vận hành bằng dòng điện AC hoặc DC Nguyễn Thành Công Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Page 20 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB - Nguyên lý hoạt động: Bộ ARD tự hoạt động khi thang máy bị mất điện, khi đó nó sẽ điều khiển tay quay của hộp số đưa cabin thang máy về đến tầng gần nhất và tự động mở cửa buồng thang Nguồn ắcqui tự cấp Hình 1.7.2.8:Tủ... dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB Báo vị trí thang Báo chiều thang Bảng điều khiển Hình 1.5.4.1 :Mô hình điều khiển thang máy từ bên ngoài buồng thang  Đáp ứng của thang sau lệnh gọi: Nếu buồng thang đang ở một vị trí nào đó khác với tầng mà hành khách vừa gọi, thang sẽ di chuyển đến tầng đó theo thứ tự ưu tiên như sau : - Nếu thang di chuyển cùng chiều với lệnh gọi thang và di... (hình 1.4.2.3) Hình 1.4.2.3 1.5 Nguyên Lý Hoạt Động và cách sử dụng thang máy Thang máy hoạt động theo các nguyên tắc sau : 1.5.1 Reset buồng thang khi đóng nguồn: Dù cho buồng thang đang ở bất kỳ vị trí hoặc trạng thái nào, thì khi đóng nguồn đều được reset và đưa về tầng trệt (tầng thấp nhất) Nguyễn Thành Công Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Page 11 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần. .. tranzito Hình 2.3.5.1 Giao diện tại ngõ vào PLC - Các thiết bị đầu vào có thể là nút nhấn, công tắc, công tắc hành trình, tiếp điểm (thường mở, thường đóng), các bộ cảm biến Ký hiệu: I0.0 là ngõ vào thứ 1, I0.1 là ngõ vào thứ 2… Một bộ PLC có thể có nhiều ngõ vào. (Hình 2.3.5.2) Nguyễn Thành Công Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Page 32 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB Nút... năng và khả năng của một bộ PLC. (Hình 2.3.1.2) Nguyễn Thành Công Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Page 28 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB 1 Đọc trạng thái ngõ vào 2 Thực hiện chương trình 3 Kiểm tra thông tin 4 Truyền dữ liệu ở ngõ ra Hình 2.3.1.2: Vòng quét PLC 2.3.2 Vùng nhớ: - Vùng nhớ được PLC sử dụng cho một quá trình điều khiển công nghiệp Người ta thường sử dụng. .. của các thiết bị máy móc dùng trong cơng nghiệp không gây hư hại cho bộ điều khiển PLC Đối với một số bộ điều khiển PLC loại nhỏ, chúng cấp nguồn cho các thiết bị kết nối tại ngõ vào bằng điện áp được lấy từ một nguồn nhỏ đã được tích hợp vào bộ điều khiển PLC. (Hình 2.3.4) Nguyễn Thành Công Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Page 31 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB Hình 2.3.4... 19 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB sẽ mở cửa ngay lập tức và không gây va chạm cho hành khách (hoặc hàng hóa) với cửa Buồng Thang Mạng lưới tia hồng ngoại Khu vực tác động Cửa thang Cửa tầng Hành Khách Lối vào Hình 1.7.2.7 :Mô hình hệ thống cảm biến cửa 1.6.2.8 Hệ thống tự động bảo vệ bằng điện (Automatic Rescue Divide) (hình 1.7.2.8): Khi thang máy có sự cố hoặc gặp... ngoài Tương tự như tại ngõ vào, ngõ ra của PLC cũng được cách ly về điện đối với các thiết bị bên ngoài bằng diode quang và photo transitor. (Hình 2.3.6.1) Hình 2.3.6.1 Giao diện ngõ ra PLC Nguyễn Thành Công Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Page 34 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB - Ngõ ra của PLC được gọi là ngõ ra kỹ thuật số, nó kết nối với các thiết bị cần điều khiển như . Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB Nguyễn Thành Công Page 1 Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB . 2 Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB Nguyễn Thành Công Page 3 Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng. Page 12 Thiết Bị Điện –Điện Tử 3 –K50 Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - động cơ KĐB Hình 1.5.4.1 :Mô hình điều khiển thang máy từ bên ngoài buồng thang  Đáp ứng của thang sau