ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đồ án
"Thiết kế hệ thống điều khiển
thang máy chở hàng"
Mục lục
Lời mở đầu ……………………………………………………………… 1
Chương 1: Thiết kế cấu trúc mạch điều khiển ……………………………… 3
1. Yêu cầu công nghệ……………………………………… .3
2. Tổng hợp mạch điều khiển……………………………………… 4
3. Thực hiện sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển……………………………… 13
4. Thiết kế mạch lực hệ thống ……………………………… ………17
Chương 2: Thuyết minh hoạt động của sơ đồ ……………………… ………18
1. Thang máy đi từ tầng 1 lên tầng 2 ………………………………… ……18
2. Thang máy đi từ tầng 2 xuống tầng 1………………………………………19
Chương 3: Tính chọn các thiết bị……………………………………….
…… 21
1. Chọn động cơ và bộ biến đổi ……………………………………… 22
2. Chọn các thiết bị bảo vệ mạch lực……………………………………… 23
3. Chọn các thiết bị mạch điều khiển
…………………………………… 24
Chương 4: Lắp ráp hệ thống…………………………………………….… 28
Kết luận………………………………………………………….…… 30
Tài liệu tham khảo……………………………………………….……… 31
CHƯƠNG 1 : THIẾT KẾ CẤU TRÚC MẠCH ĐIỀU KHIỂN
1. YấU CẦU CễNG NGHỆ :
Nhiệm vụ : Thiết kế hệ thống điều khiển cho thang máy ba tầng chở hàng
Do yêu cầu của môn học và phạm vi kiến thức, công nghệ chúng ta thiết kế
cho trường hợp 2 tầng.
Bài toán thang máy 3 tầng thực tế là tổ hợp của 6 bài toán nhỏ sau :
Bài toán 1 : Thang máy xuất phát từ tầng 1 đi lên và dừng ở tầng 2
Bài toán 2 : Thang máy xuất phát từ tầng 2 đi xuống và dừng ở tầng 1

tầng khác thì nó sẽ chuyển động với vận tốc v1, sau đó nó mới tăng tốc lên vận
tốc v2. Khi gần đến tầng đích thì nó sẽ giảm tốc từ v2 xuống v1 và cuối cùng là
dừng lại ở tầng đó.
2. TỔNG HỢP MẠCH ĐIỀU KHIỂN :
Các trạng thái :
+ Trạng thái 1 : Thang máy đi lên với vận tốc V1
+ Trạng thái 2 : Thang máy đi lên với vận tốc V2
+ Trạng thái 3 : Thang máy đi lên với vận tốc V1
+ Trạng thái 4 : Thang máy đi xuống với vận tốc V1
+ Trạng thái 5 : Thang máy đi xuống với vận tốc V2
+ Trạng thái 6 : Thang máy đi xuống với vận tốc V1
Giản đồ graph chuyển trạng thái :
+ Lập ma trận trạng thái 1 (M1) có : Số hàng = 1 +
4
2
+ 4 = 21
Số cột = 1 + 6 = 7
+ Lập ma trận trạng thái 2 (M2) :
T b ng chuy n d ch 1, n u ta em ra xác nh h m i u khi n thì h m ừ ả ể ị ế đ đị à đ ề ể à
i u khi n thu c l không t i gi n, vì th ta ph i t i thi u h m chuy n đ ề ể đượ à ố ả ế ả ố ể à ể
d ch qua hai b c :ị ướ

+ Nh p h ng :ậ à
+) Tiêu chu n nh p h ng theo i u ki n sau: các tr ng thái có thẩ để ậ à đ ề ệ ạ ể
nh p l i c v i nhau n u s tr ng thái trong c t cùng tên v gi ng nhau.ậ ạ đượ ớ ế ố ạ ộ à ố
+) N u m t tr ng thái n nh v m t tr ng thái không n nh thì taế ộ ạ ổ đị à ộ ạ ổ đị
u tiên tr ng thái không n nh.ư ạ ổ đị
+) N u m t tr ng thái n nh v m t ô tr ng thì ta u tiên tr ng ế ộ ạ ổ đị à ộ ố ư ạ
thái n nh.ổ đị
+) N u m t tr ng thái không n nh v m t ô tr ng thì ta u tiên ế ộ ạ ổ đị à ộ ố ư

L
+ Viết hàm điều khiển f(V1) :

f(V1) = a + b.
L
+ c.L + d
+ Viết hàm điều khiển f(V2) :
f(V2) = b.L + c.
L
Tổng hợp các hàm điều khiển :
f(L) = a +
d
.L
f(X) =
L

f(V1) = a + b.
L
+ c.L + d
f(V2) = b.L + c.
L

Sơ đồ cấu trúc của mạch điều khiển trước khi hiệu chỉnh như sau :
class="bi x24 y37 wc h1a"
Hiệu chỉnh : Do loại công tắc hành trình mà ta sử dụng có các tiếp điểm
không tự duy trì nên ta phải thêm vào các tiếp điểm L, X, V1, V2 để tự duy trì
(mắc song song với công tắc hành trình). Mặt khác, cũng do đặc điểm này mà ta


3.2. Các tín hiệu ra :

- Tín hiệu L : Sử dụng công tắc tơ 1K
- Tín hiệu X : Sử dụng công tắc tơ 2K
- Tín hiệu V1 : Sử dụng công tắc tơ 1G
- Tín hiệu V2 : Sử dụng công tắc tơ 2G
3.3. Tín hiệu trung gian : Nhận xét :
+ Theo s c u trúc ta th y các công t c h nh trình có nhi u ti p i mơ đồ ấ ấ ắ à ề ế đ ể
n m r i rác t trên xu ng d i, i u n y s gây khó kh n cho vi c n i dâyằ ả ừ ố ướ đ ề à ẽ ă ệ ố
ng th i l m cho dây d n i trong m ch i n tr nên l n x n, ph c t pđồ ờ à ẫ đ ạ đ ệ ở ộ ộ ứ ạ
h n. ơ
Chính vì v y ta th c hi n m c các công t c h nh trình n i ti p v i cácậ ự ệ ắ ắ à ố ế ớ
r le trung gian 1TR, 2TR, 3TR, 4TR n gi n s .ơ để đơ ả ơ đồ

- 1KH m c n i ti p v i 1TRắ ố ế ớ
- 2KH m c n i ti p v i 2TRắ ố ế ớ
- 3KH m c n i ti p v i 3TRắ ố ế ớ
- 4KH m c n i ti p v i 4TRắ ố ế ớ
Nh v y trong s nguyên lý các ti p i m th ng m c a công t cư ậ ơ đồ ế đ ể ườ ở ủ ắ
h nh trình c thay b ng ti p i m th ng m c a r le trung gian, cònà đượ ằ ế đ ể ườ ở ủ ơ
các ti p i m th ng óng c a công t c h nh trình c thay b ng ti pế đ ể ườ đ ủ ắ à đượ ằ ế
i m th ng óng c a r le trung gian.đ ể ườ đ ủ ơ
+ Công tắc tơ 1K có số tiếp điểm bị giới hạn. Trongsơ đồ mạch điều khiển
cần 6 tiếp điểm phụ : 3 thường đóng và 3 thường mở, hai tiếp điểm chính
thường mở ở mạch động lực. Vì lý do này nên ta cần thêm 1 rơ le trung gian
5TR để làm tăng số tiếp điểm phụ.

ω
−
=
Φ
Do đó, muốn thay đổi tốc độ động cơ, ta thay đổi điện áp phần ứng đặt vào
động cơ. Để thang máy có thể hoạt động với vận tốc V1 < V2, ta sử dụng 2
công tắc tơ 1G và 2G để điều chỉnh giá trí điện áp Uđk và do đó thay đổi điện
áp đặt vào phần ứng động cơ.
Sơ đồ mạch động lực :
CHƯƠNG 2 : THUYẾT MINH HOẠT ĐỘNG CỦA SƠ ĐỒ

Nhận xét :
+ Nguồn điện cung cấp cho hệ thống được lấy trực tiếp từ lưới điện xoay
chiều thông qua bộ chỉnh lưu Thyristor, có thể thay đổi điện áp cấp cho phần
ứng động cơ bằng cách thay đổi điện áp điều khiển U
đk
.
+ Ban đầu, đóng cầu dao 1CD để cung cấp nguồn cho mạch kích từ, cuộn dây
CKĐ và rơ le dòng điện RTT có điện. Khi đó, RTT đóng RTT(2-4) lại, chuẩn bị
cho mạch làm việc. Đóng áptômát 1AT lại để cung cấp nguồn cho bộ biến đổi.
Đóng áptômát 2AT lại để cung cấp nguồn cho mạch điều khiển. Thang máy
chưa hoạt động.
1. Thang máy đi từ tầng 1 lên tầng 2 :
+ Có tín hiệu đi lên : Giả sử thang máy đang đứng yên ở tầng 1, tức là công
tắc hành trình 1H bị tác động và rơle trung gian 1TR có điện làm các tiếp điểm
thường mở 1TR(11-13), 1TR(1-25) đóng lại. Khi muốn đi lên tầng 2, ta ấn
M1(1-11), đồng thời 1TR(11-13) đóng lại làm cho cuộn dây rơ le trung gian
5TR(4-13) có điện, và được tự duy trì trong suốt qua trình đi lên thông qua
4TR(1-15) và 5TR(13-15).


ra, cắt quá trình đi lên với vận tộc V1. Thang máy dừng ở tầng 2.
2. Thang máy đi từ tầng 2 xuống tầng 1 :
+ Có tín hiệu đi xuống : Giả sử thang máy đang đứng yên ở tầng 2, tức là
công tắc hành trình 4H bị tác động và rơle trung gian 4TR có điện làm các tiếp
điểm thường mở 4TR(1-31) đóng lại. Lúc này, cuộn dây của rơ le 5TR không
có điện. Khi muốn đi xuống tầng 1, ta ấn M2(1-17) làm cho cuộn dây của công-
tắc-tơ 2K có điện, đóng 2K(100-102) và 2K(101-103) ở mạch lực lại, động cơ
chuẩn bị quay ngược, tức thang máy chuẩn bị đi xuống.

+ Đi xuống với vận tốc V1 : Khi đó 4TR(1-31) có điện làm cho cuộn dây của
công-tắc-tơ 1G(2-27) có điện và tự duy trì thông qua đường 1TR(1-33),
3TR(33-35), 1G(31-35), 5TR(27-31). Khi đó 1G đóng tiếp điểm thường mở ở
mạch phân áp 1G(107-109) lại, đóng Uđk1 vào, phát xung vào các Thyristor
làm động cơ quay ngược với vận tốc V1, hay thang máy đi xuống với vận tốc
V1.
Khi thang máy đi xuống tới điểm tác động của công tắc hành trình 3H(1-7)
làm cho cuộn dây rơ le 3TR có điện, mở 3TR(33-35), cắt 1G ra, và động cơ
ngừng đi xuống với vận tốc V1.

+ Đi xuống với vận tốc V2 : Đồng thời 3TR(1-43) có điện, 5TR(39-43) đang
đóng lại làm cho cuộn dây của công-tắc-tơ 2G(2-39) có điện và tự duy trì thông
qua đường 2TR(1-45), 2G(43-45), 5TR(39-43). Khi đó 2G đóng tiếp điểm
thường mở ở mạch phân áp 2G(107-108) lại, đóng Uđk2 vào, phát xung vào các
Thyristor làm động cơ quay ngược với vận tốc V2, hay thang máy đi xuống với
vận tốc V2.
Khi thang máy đi xuống tới điểm tác động của công tắc hành trình 2H(1-5)
làm cho cuộn dây rơ le 2TR có điện, mở 2TR(1-45), cắt 2G ra, và động cơ
ngừng đi xuống với vận tốc V2.

+ Đi xuống với vận tốc V1 : Đồng thời 2TR(1-31) có điện làm cho cuộn dây

Pđm = 17,5KW nđm = 1160 v/ph Iđm = 90,5A Iktđm = 2,2A I nm = 980A
2. Chọn các thiết bị bảo vệ mạch lực :
+ Chọn aptomát 1AT :
Động cơ có Iđm = 90,5A Iktđm = 2,2A I nm = 980A
Cách chọn : + Iđm AT
≥
Iđm động cơ
+ Inm AT
≥
Inm động cơ
Do đó ta chọn aptomat A3160 của hóng Omron chế tạo cú :
I
đm
=95A
I
nm
=1000A
Cỏc attụmỏt này ngoài vai trò đóng cắt đều có thể bảo vệ cả quỏ tải và ngắn
mạch.
+ Chọn cầu dao đóng cắt 1CD :
Ta chọn loại PÁ 34 có các thông số sau :
+ U
đm
=220 V
+ I
đm
=400 A
+ Kích thước: 80×50
Loại này có bộ phận dập hồ quang và có thể cắt có tải.
+ Chọn rơle dòng điện RTT bảo vệ mất từ thông :