ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CƠ ĐIỆN tử
Trước hết chúng con xin chân thành cám ơn Ba-Má, chính Ba-Má là những người luôn luôn dạy dỗ, chăm sóc cho chúng con đến ngày hôm nay, luôn luôn theo dõi động viên an ủi cho chúng con mỗi khi con gặp trở ngại trong việc học tập. Cám ơn tất cả những người thân trong gia đình đã hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi để cháu (anh/em) yên tâm trên con đường học vấn.
Xin cám ơn tất cả các thầy cô , các thầy cô trong KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH, BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA đã truyền đạt cho chúng em những kiến thức quý báu trong quá trình học tập. Chân thành cảm ơn thầy giáo chủ nhiệm ĐẶNG ĐẮC CHI năm qua đã dẫn dắt và tạo điều kiện cho nhóm chúng em tự thể hiện mình thông qua đồ án tốt nghiệp này, cám ơn thầy PHẠM VĂN THÀNH đã giúp đã giúp chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, cảm ơn cô NGUYỄN THỦY ĐĂNG THANH đã đóng góp ý kiến nhiệt tình trong vai trò là giáo viên phản biện.
Cám ơn tất cả bạn bè trong BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA, các anh chị trong công ty thực tập đã hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng mình trong vấn đề học tập cũng như là hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Một lần nữa xin chân thành cám ơn và kính chúc Ba-Má, những người thân trong gia đình, các thầy cô trong BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA luôn luôn vui khỏe và hạnh phúc. Chúc các anh chị trong công ty thực tập và các bạn trong BỘ MÔN thành đạt trong cuộc sống sau này.
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VÀ PHÂN LOẠI 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 15o so với phương thẳng đứng theo một hướng đã định sẵn. Thang máy được sử dụng để vận chuyển hàng hoá, sản phẩm, đưa con người 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.
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.
Thang máy là một thiết bị vận chuyển yêu cầu 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.
- PHÂN LOẠI THANG MÁY
Tùy thuộc vào tính chất và chức năng, thang máy có thể phân loại thành rất nhiều loại, ví dụ như phân loại theo hệ dẫn động cabin, theo vị trí đặt bộ tời kéo, theo hệ thống vận hành, theo công dụng… Dưới đây là một số phân loại:
- Phân loại theo công dụng :
Theo TCVN (5744 -1993) Thang máy chia làm 5 loại :
- Thang máy chuyên chở người: loại này chuyên để vận chuyển hành khách trong các khách sạn, công sở, nhà nghỉ, các khu chung cư, trường học tháp truyền hình v..v...
- Thang máy chuyên chở người có tính đến hàng đi kèm: loại này thường dùng trong các siêu thị, khu triển lãm v..v...
- Thang máy chuyên chở bệnh nhân: loại này chuyên dùng cho các bệnh viện, các khu điều dưỡng… Đặc điểm của nó là kích thước cabin phải đủ lớn để chứa băng ca ( cáng ) hoặc giường của bệnh nhân, cùng với các bác sĩ, nhân viên và các dụng cụ cấp cứu đi kèm. Hiện nay trên thế giới đã sản xuất theo cùng tiêu chuẩn kích thước và tải trọng cho loại thang máy này.
- Thang máy chuyên chở hàng có người đi kèm: loại này dùng trong các nhà máy công xưởng, kho, thang dùng cho nhân viên khách soạn v..v… chủ yếu dùng để chở hàng nhưng có người đi kèm để phục vụ.
- Thang máy chuyên chở hàng không có người đi kèm: loại này chuyên dùng để chở vật liệu, thức ăn trong các khách sạn, nhà ăn tập thể v..v… Đặc điểm của loại này là chỉ có điều khiển ở ngoài cabin ( trước các cửa tầng) còn các loại thang khác nêu ở trên vừa điều khiển cả trong cabin và ngoài cabin. Ngoài ra còn có các loại thang chuyên dùng khác như : thang máy cứu hỏa, chở ô tô v..v...
- Phân loại theo tốc độ.
- 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 lớn hơn 16 tầng.
- Thang máy tốc độ rất cao: v = 5 m/s, thường dùng trong các toà tháp cao tầng.
- Phân loại theo tải trọng.
- Thang máy loại nhỏ: Q < 500 kg
- 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
Hình 1 Mô hình toàn bộ thang máy.
- Hướng dẫn chọn lựa thang máy phù hợp:
Bên cạnh bài toán kinh tế còn phải lưu ý các yếu tố sau:
- Diện tích hố thang đã định sẵn.
- Diện tích tòa nhà hoặc diện tích nơi dự trù đặt thang máy.
- Chiều cao tòa nhà hoặc chiều cao nơi dự trù đặt thang máy.
- Mật độ người lưu thông.
- Xây dựng thang nhằm mục đích gì( chở người, chở hàng, v..v…).
CHƯƠNG II THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH
- Bảng vẽ kỹ thuật.
2.2 Ray dẫn hướng.
Chức năng: Ray 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 phương nằm ngang trong quá trình chuyển động.
Hình 2 Ray dẫn hướng
2.3 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.
* 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.
Hình 3 Cabin
* 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.
Ảnh thực tế Ảnh trong mô hình
Hình 4 Ngàm dẫn hướng
* 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 thẩm mỹ.
Ảnh thực tế Ảnh trong mô hình
Hình 5 Buồng cabin
*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 động cơ sẽ quay làm cho cửa buồng thang mở đồng thời hệ thống có gắn kết giữa cửa buồng thang 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.
Hình 6 Hệ thống của cabin và cửa tầng
*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 khối lượng tải trọng nâng, cáp điện và không dùng cáp hoặc xích cân bằng.
ảnh thực tế ảnh mô hình
Hình 7 Đối trọng
* Bảng hướng dẫn sử dụng thang máy.
- Giúp hành khách dễ dàng sử dụng thang máy trong điều kiện bình thường và cả khi gặp sự cố.
- Bao gồm: bảng chọn tầng muốn đến, nút chuông gọi sự trợ giúp từ bên ngoài, đèn khẩn cấp khi mất điện, bảng hiển thị tầng, nút bấm đóng, mở cửa nhanh và tạm thời giữ cửa.
Ảnh thực tế Ảnh mô hình
Hình 8 Bảng hướng dẫn sử dụng thang máy
* Cáp nâng.
- Có cấu tạo bằng sợi thép cacbon. Thang máy thường sử dụng nhiều sợi, trong mô hình chỉ sử dụng 1 sợi .
- Thông số cáp được xác định bằng cách tra bảng. tùy từng hãng sản xuất mà có bảng tra khác nhau.
- Độ an toàn của cáp được xác định gấp 10 đến 12 lần so với lực chịu tải trọng tối đa của cabin.
Ảnh thực tế Ảnh mô hình
Hình 9 Cáp nâng
*Chuông.
Gồm có 4 loại chuông: chuông báo tầng, chuông gọi sự trợ giúp từ bên ngoài, chuông báo
cháy và chuông báo kẹt cửa.
- Chuông báo tầng: sử dụng nguồn 12 V, thông báo khi thang máy đến tầng được chọn.
- Chuông gọi sự trợ giúp từ bên ngoài: sử dụng nguồn 220V, khi có sự cố trong thang hành khách nhấn chuông này .
- Chuông báo cháy: Sử dụng nguồn 220v, Chuông này chỉ được nhấn khi có sự cố cháy xảy ra.
Hình 10 Chuông báo cháy
- Chuông báo kẹt cửa: sử dụng nguồn 3V, báo khi cửa thang máy bị kẹt hay do vật thể ngăn cản.
Hình 11 Chuông báo kẹt cửa
* Thanh từ.
Khi thang chuyển động sẽ quét qua thanh từ ( thanh từ được tạo thành từ 1 thanh mica dài trên đó có gắn các lá thép ) thông qua các lá thép này mà cảm biến đưa tính hiệu vào PLC qua đó PLC sẽ xuất ra tính hiệu điều khiển nhanh, chậm hay dừng động cơ.
Hình 12 Thanh từ
* Puly
Trong mô hình sử dụng loại puly 1 rãnh, puli được gắn vào động cơ chính, nhằm mục
đích định vị và dẫn hướng cho dây cáp, số lượng puly được cho bởi nhà sản xuất.
Hình 13 Puly
*Một số thiết bị khác của mô hình.
- Công tắc hành trình được đặt ở 2 vị trí: trên ray dẫn hướng và trên đầu cabin.
Hình 14 Hệ thống công tắc hành trình đóng mở cửa
- Công tắc hành trình trên ray dẫn hướng: nhằm 2 mục đích là giảm tốc độ và dừng động cơ.
- Công tắc trên đầu cabin: nhằm mục đích ngắt nguồn cấp vào động cơ khi cửa cabin đóng và mở.
**** Ký hiệu: bộ phận tiếp điểm của công tắc hành trình bao giờ cũng có 1 tiếp điểm thường mở và 1 tiếp điểm thường đóng, trong đó tiếp điểm động là chung.Trong các sơ
đồ điện thì tiếp điểm của công tắc hành trình được ký hiệu:
Hình 15 Tiếp điểm role
- Role kính: trong mô hình sử dụng role kính.
Role kính được phân thành 3 chức năng chính:
- Chức năng 1: thay đổi tín hiệu 24V của cảm biến Quang thành tín hiệu 0V cấp vào PLC.
- Chức năng 2: tạo tiếp điểm đóng ngắt cho chuông báo.
- Chức năng 3: tạo tiếp điểm đóng ngắt cho động cơ chạy thuận nghịch.
Hình 16 Role kính
- Một số thiết bị còn hạn chế về cơ trong mô hình:
*Bộ giảm chấn.
- Bộ 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 vị trí đặt của công tắc hành trình cuối cùng. Giảm chấn phải có độ cao đủ lớn để khi cabin 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.
- Giảm Chấn phải có độ cứng và hành trình cần thiết sao cho gia tốc dừng cabin.hoặc đối trọng không vượt quá giá trị cho phép.
Hình 17 Bộ giảm chấn cho cabin và cho đối trọng
*Cửa thoát hiểm và ống thông gió trên đầu cabin.
Hình 18 Cửa thoát hiểm và ống thông gió trên đầu cabin.
*Bảng hướng dẫn giải thoát hành khách khi gặp sự cố.
Dành cho người cứu hộ để giải thoát hành khách khi gặp sự cố và được đặt trong tủ
điện.
Hình 19 Bảng hướng dẫn
CHƯƠNG III BỐ TRÍ CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN
VÀ SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI
- Bộ nguồn:
- Nguồn AC: sử dụng nguồn 220V .
+ Cung cấp nguồn cho PLC hoạt động.
+ Cung cấp nguồn cho bộ nguồn ngoại ( nguồn máy tính).
+ Cung cấp nguồn cho biến tần.
- Nguồn DC: sử dụng nguồn nội( nguồn tạo ra tử PLC) vad nguồn ngoại ngoại(nguồn máy tính).
* Nguồn nội: lấy nguồn PLC cấp tính hiệu vào cho PLC.
* Nguồn ngoại:lấy ra các nguồn có giá trị khác nhau.
+ nguồn 3V: cấp cho đèn cabin.
+ nguồn 5V: cấp cho đèn nút nhấn công tắc.
+ nguồn 12V: cấp nguồn cho động cơ mở cửa và mạch hiển thị.
+ nguồn 24V(+12V, -12V):cấp nguồn cho role.
Hình 20 Bộ nguồn máy tính
- Các chế độ làm việc của thang máy.
Hình 21 Các chế độ làm việc của thang máy
Chia làm 3 chế độ (chế độ tự động, chế độ báo cháy và chế độ điều khiển bằng tay).
- Chế độ tự động : là chế độ thang được đưa vào hoạt động .
- Chế độ điều khiển bằng tay:thang máy được dùng để bảo trì.
- Chế độ báo cháy: hoạt động khi gặp hỏa hoạn.
Lưu ý:
Ba cấp độ điều khiển trên trong cùng một thời điểm chỉ hoạt động ở một chế độ.
- Chế độ ưu tiên:
+ Chế độ điều khiển bằng tay: đây là chế độ ưu tiên nhất, kế đến là chế độ báo cháy và cuối cùng là chế độ tự động.
- Vị trí , cơ cấu và nguyên tắc họat động của thang.
- Cabin.
Do thang máy yêu cầu tính an toàn cao nên các vị trí của cửa luôn có các thiết bị điện nhằm đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
-
Cửa cabin: . Ở vị trí cửa đều có lắp đặt các tiếp điểm nhằm đảm bảo khi mở cửa thang sẽ không hoạt động.
Hình 22 Hệ thống kéo của cabin
- Ở vị trí cửa còn có thêm cảm biến quang nhằm đảm bảo cửa không bị đóng khi có ngưởi ra vào cửa. Điều này sẻ đảm bảo hơn cho trẻ em và người lới tuổi khi sử dụng thang.
Ảnh mô hình Ảnh Mô hình
Hình 23 cảm biến cửa
- Bảng điều khiển:
Ảnh thực tế Ảnh mô hình
Hình 24 Bảng điều khiển
- Bảng hiển thị: sử dụng nguồn 12V, thể hiện vị trí tầng đang ở, hướng di chuyển của thang.
- Nút báo động : nhằm báo người bên ngoài và nhân viên cứu hộ biết.
- Nút điều khiển : được xem như một thông dịch viên nhằm gởi ý định của người dùng tới bộ điều khiển trung tâm thông qua các nút điều khiển. Gồm có các nút như nút di chuyển đến tầng mình muốn ngoài ra còn có các nút đóng cửa, mở cửa cabin.
- Đèn trong buồng cabin: thấp sáng trong cabin.
- Nóc cabin.
Ảnh thực tế Ảnh mô hình
Hình 25 nóc cabin
- CB: Sử dụng 2 cảm biến từ nhằm mục đích xác định khoảng cách giữa tầng muốn đến và cabin để đưa về PLC, thông qua đó PLC sẽ đưa ra tín hiệu thích hợp.
- CTHT: công tắc hành trình đã được giới thiệu ở trên.
- Động cơ: đặt trên đầu cabin có gắn thêm bánh răng ăn khớp với đường răng cưa để tạo thành một hệ thống đóng mở cửa mang tính chính xác.
- Cảm biến.
- Cảm biến Quang: sử dụng cảm biến quang PNP, với cặp thu phát chung. Do cảm biến loại PNP nên tín hiệu ngỏ ra là 24v.Trong khi đi đó tín hiệu vào trong PLC là 0v nên tín hiệu ra của cảm biến dùng để điều khiển role nằm mục đích tạo tín hiệu 0v đưa vào PLC.
............................................
CHƯƠNG VI TỔNG KẾT VỀ ĐỀ TÀI
6.1 Những mặt mà mô hình đạt được.
- Vận hành linh hoạt nhiều chế độ hoạt động.
- Đèn báo khi PLC nhận tín hiệu.
- Có bảng hiển thị vị trí tầng và chiều chuyển động của cabin.
- Có hệ thống đèn chiếu sang trong cabin.
- Có lắp đặt nút báo sự cố trong cabin.
- Có lắp đặt chuông báo cháy.
- Có sử dụng chuông báo kẹt cửa nhầm đảm bảo an toàn cho hành khách khi lưu thông.
- Có thể xóa lệnh tầng chọn nhầm.
- Cửa không đóng khi có người đi vào.
- Có nút đóng mở cửa nhanh.
- Điều khiển có lựa chọn.
- Tự động về tầng chờ.
- Tự động tắt đèn.
6.2 Ưu và khuyết điểm của đề tài.
a) Ưu điểm.
- Mô hình đẹp.
- Vận hành êm.
- Điều khiển được ba chế độ hoạt động.
- Mô hình gần giống với thực tế.
b) Khuyêt điểm.
- Không khóa được cửa tầng.
- Không sử dụng thắng nên khối lượng tải đưa vào cabin bị hạn chế.
- Khoảng cách cửa tầng với cửa cabin còn lớn.
- Bảng hiển thị mua ngoài thị trường.
- Chưa làm được cửa tầng mở về hai phía.
- Bộ nguồn đặt ở dưới giếng thang.
6.3 Hướng phát triển của đề tài.
- Có thể phát triển mô hình với số tầng nhiều hơn.
- Thiết kế với nhiều đặc tính sát với thang máy thực tế hơn.
- Rút ngắn chương trình điều khiển.
6.4 Kết luận.
Sau 1 thời gian tìm hiểu và nghiên cứu cùng với sự giúp đỡ của thầy cô, chúng em đã cố gắng hết sức để hoàn thành đồ án này. Tuy nhiên đồ án vẫn còn nhiều hạn chế, nhóm chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ quý thầy cô nhằm hoàn thiện mô hình thang máy và bản thân. Trong thời gian làm đồ án này, chúng em đã có được nhiều kinh nghiệm qua tiếp xúc với thực tế đồng thời nâng cao được vốn kiến thức chuyên môn.
