Chơng I:Thiết kế cấu trúc mạch điều khiển
I,Yêu cầu công nghệ :Thiết kế mạch điều khiển thang máy 3 tầng
1,Sơ đồ công nghệ :
X,V1 L,V1
X,V2 L,V2
X,V1 L,V1
X,V1 L,V1
X,V2 L,V2
X,V1 L,V1
2,Nguyên lý hoạt động của thang máy
Thang máy đang dừng ở tầng bất kỳ ,nếu có tín hiệu ra lệnh cho nó tới một 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
3,Đặt biến Logic cho hệ thống
a,Các tín hiệu vào :
a1:Tín hiệu ra lệnh cho buồng thang đến tầng 1
a2:Tín hiệu ra lệnh cho buồng thang đến tầng 2
a3:Tín hiệu ra lệnh cho buồng thang đến tầng 3
b1:Tín hiệu ra lệnh cho buồng thang giảm tốc khi sắp đến tầng 1
b2:Tín hiệu ra lệnh cho buồng thang giảm tốc khi sắp đến tầng 2
b3:Tín hiệu ra lệnh cho buồng thang giảm tốc khi sắp đến tầng 3
Đồng thời:
b1:Tín hiệu ra lệnh cho buồng thang tăng tốc khi ra khỏi tầng 1
b2:Tín hiệu ra lệnh cho buồng thang tăng tốc khi ra khỏi tầng 2
b3:Tín hiệu ra lệnh cho buồng thang tăng tốc khi ra khỏi tầng 3
c1:Tín hiệu ra lệnh dừng lại ở tầng 1
c2:Tín hiệu ra lệnh dừng lại ở tầng 2
c3:Tín hiệu ra lệnh dừng lại ở tầng 3
Nh vậy hệ thống có 9 tín hiệu vào ,tất cả tín hiệu này ta đều chọn là tín hiệu dạng xung
Giá trị logic của tín hiệu là 1 thì tín hiệu đó hoạt động ,ngợc lại giá trị logic là 0 thì tín
hiệu đó không hoạt động .Nghĩa là nếu a1=1 thì có tín hiệu ra lệnh cho buồng thang đến

TT
c2 c2 c2 c2
b2 b1 b2
a2
L V1 V2
(1)
<1>
2 0 0 0
(2)
<2>
4
<2>
3
<2>
1 1 0
(3)
<3>
2
<3>
1 0 1
(4)
<4> <4>
0 0 0
Nhập hàng 2 và 3 ta có bảng rút gọn nh sau:
c2 b2 c2 c2 b2 c2
b1
a2
<1>
2
<2>

c2
*,Viết ma trận Cacnô cho biến k2
c2 b2 c2 c2 b2 c2
b1
a2
0 1
1 1 1 1 1
1 1 1
P2
P2 K2P2 K2P2 K2
Vậy ta có: F(k2)=a2+k2
-Biến k chứng tỏ đã có lệnh cho buồng thang đến tầng 2.Biến k sẽ mất khi buồng thang
đến tầng 2(có c)
Vậy hiệu chỉnh hàm F(k2) ta đợc:
F(k2)=(a2+k2)
2c
;(1)
Tơng tự ta có:
F(k1)=(a1+k1)
1c
;(2)
Tơng tự ta có:
F(k3)=(a3+k3)
3c
;(3)
-Biến p2 chứng tỏ buồng thang dừng ở tầng 2.Biến p2 sẽ mất khi buồng thang chạy đến
tầng 3 (có c3) hoặc tầng 1(có c1)
Vậy hiệu chỉnh hàm F(p2) ta đợc nh sau:
F(p2)=(c2+p2)
1c

+l
2c
k2
Sở dĩ có thêm p1 vì buồng thang đang ở tầng 1 (tơng tự hàm xuống phải có thêm p3)
Tơng tự cho các bài toán 2 và 3 sẽ là
F2,3(L)=a3
3p
+l
3c
k3
Vậy hàm lên của cả công nghệ thang máy là:
F(L)=F1(L)+F2,3(L)
F(L)= a2p1
2p
+l
2c
k2+ a3
3p
+l
3c
k3
F(L)= a2p1
2p
+ a3
3p
+ l(
2c
k2+
3c
k3);(7)

+b2k2+
1b
2b
2c
k2p1
Ta thêm biến p1 để khẳng định rằng buồng thang chạy lên từ tầng 1
Tơng tự ta có:
Bài toán từ tầng 1 lên tầng 3
F2(V1)=a3
3p
+b3k3+
1b
3b
3c
k3
Bài toán từ tầng 2 lên tầng 3:
F3(V1)=a3
3p
+b3k3+
2b
3b
3c
k3
Bài toán từ tầng 3 xuống tầng 2
F4(V1)=a2
2p
+b2k2+
3b
2b
2c

2p
+ a3
3p
+ b1k1+b2k2+b3k3+
+(
1b
p1+
3b
p3)
2b
2c
k2+
2b
(
1b
1c
k1+
3b
3c
k3)
+
1b
3b
(
1c
k1+
3c
k3) ; (9)
Biến V2 sẽ có khi không có biến V1 và đang có biến lên hoặc xuống .Do đó không cần
lập ma trận Cacno đối với biến V2 ta cũng có thể viết đợc hàm của V2;

a3
3p
b1
1k
b2
2k
b3
3k
a1
1p
p1
33pb
k2
2b
111 kcb
−−
333 kcb
−−
31 bb
−
11 kc
−
33 kc
−
V1
a2-p1-
33 pa
−
l
22 kc

-Tín hiệu V1:Sử dụng công tắc tơ 1G
-Tín hiệu V2:Sử dụng công tắc tơ 2G
4,Một số phần tử cần thêm vào mạch điều khiển
Với một sơ đồ cấu trúc đơn giản nh trên mạch chỉ đủ đảm bảo cho việc hệ thống có khả
năng làm việc theo yêu cầu công nghệ đã đề ra nhng để đảm bảo an toàn và vận hành tốt
mạch điều khiển chúng ta cần phải thiết kế thêm một số phần khác có chức năng đặc biệt.
Theo yêu cầu của đầu bài là sử dụng động cơ điện xoay rôto dây quấn nên ta cần phải có
những biện pháp bảo vệ tránh động cơ gặp những sự cố khi làm việc
-Bảo vệ ngắn mạch: Khi các dây pha bị sự cố gây ngắn mạch sẽ gây ra dòng điện lớn có
thể đánh thủng các cách điện cháy động cơ, gây nguy hiểm cho hệ thống và ngời vận
hành. Ta cần dùng các thiết bị đóng cắt nhanh để nhanh chóng cắt hệ thống ra khỏi lới.
Để thực hiện điều này ta dùng các Rơle dòng điện cực đại và các cầu chì CC mắc ở mạch
lực có nhiệm vụ đóng cắt dòng điện khi dòng lớn hơn dòng cho phép.
-Bảo vệ quá dòng (Bảo vệ dòng điện cực đại ) đó là sự quá tải tạm thời khi có dòng xung
kích lớn( 2,5 I
đm
) do đó có thể gây ra lực điện động lớn làm hỏng các thiết bị truyền động
và các tiếp điểm cơ khí vì thế rất cần đợc bảo vệ. Để bảo vệ quá dòng ta sử dụng các Rơle
dòng cực đại. Vì bảo vệ ngắn mạch ta cũng dùng các Rơle này cho nên viẹc sử dụng Rơle
dòng cực đại đã đồng thời có 2 chức năng bảo vệ.
-Bảo vệ quá tải lâu dài ( bảo vệ nhiệt ): Khi có hiện tợng quá tải lâu dài nhiệt độ sẽ tăng
lên cao gây phát nóng quá mức cho phép sẽ làm hỏng các động cơ. Trong trờng hợp này
ta sẽ dùng các Rơle nhiệt để điều khiển đóng cắt mạch lực ra khỏi lới
-Hạn chế dòng khởi động: khi khởi động cũng nh đảo chiều quay dòng điện lớn cho nên
cần hạn chế bằng cách cho thêm điện trở phụ vào mach Rôto.
1G
KL
KX
1G 2G
KL

1RM 1RP57
56
58 59
60
D2 2KD
3KD
D1
D3
1KD9
10
11
M2 2RM
3RM
M1
M3
1RM1 2
4
5
3KH
2KH 2KD 2RK32 33 34
1KH
1KH 1KD 1RK
3KH 3KD 3RK
3KH
1KD 1RK
2KH
1KH
3KD 3RK
261RM 1RP
2RM 2RP

1RK
2RM 2KD 2RK
2RK
3RM 3KD 3RK
3RK
12 13
14 15
16 17
IV,Thiết kế mạch lực:
-Yêu cầu sử dụng động cơ xoay chiều 3 pha roto dây quấn ,công suất 5kW.Nh vậy ta sẽ
quy ớc động cơ quay thuận thì thang máy đi lên ,và quay ngợc thì thang máy đi xuống
-Để thang máy có thể chạy với vận tốc V1 hoặc V2 thì ta sẽ điều chỉnh vận tốc của động
cơ bằng cách đổi sơ đồ đấu dây của dây quấn Stato cụ thể
+Nối 12 sẽ cho ta số đôi cực p=6 tơng ứng với tốc độ n1=500(vòng /phút)->v1
+Nối 8 sẽ cho ta số đôi cực p=4 tơng ứng với tốc độ n2=750(vòng /phút)->v2
-Trong roto của động cơ có thêm 1 điện trở phụ cần thiết để hạn chế dòng khởi động
-Vậy mạch lực trong đồ án này sẽ có dạng nh sau:
Sơ đồ Mạch
lực
380V
CD
1CC
KL
2RN1RN
KX
A B C
70 71 72
73
74
75

12C3
12C212C1
8C3
8C18C2
1G
2G
1G
KL
KX
1G 2G
KL
KX
2RM 1RP
3RM
2RP
3RP
KL 2KD
3KD
2RK
3RK
2RM 3RP 2RP
KX 2KD
1KD
2RK
1RK
3
H2 2KH
3KH
H1
H3

3KH
2KH 2KD 2RK32 33 34
1KH
1KH 1KD 1RK
3KH 3KD 3RK
3KH
1KD 1RK
2KH
1KH
3KD 3RK
261RM 1RP
2RM 2RP
3RM 3RP
24
27
28
38
40
37
39
36
41
42
43
44
1G35
1KH 1RK
2KH 2RK
3KH 3RK
29

62
Chơng II:Tính Chọn các thiết bị
1,Chọn thiết bị mạch lực:
a,Chọn động cơ:
Theo yêu cầu công nghệ thì ở hệ truyền động này ta dùng 1 động cơ và có công suất điều
khiển là 5kw. Tra trong sổ tay các đặc tính cơ của động cơ trong truyền động điện ta chọn
động cơ không đồng bộ Rôto dây quấn loại MTM211-C các thông số kỹ thuật của động
cơ cho nh sau:

P
đm
=5kw; I
1đm
=13,6A ; I
2đm
=16,2A ;

U
đm
=380V; r
1
=1,41 ; r
2
=0.58 ;

n
đm
=920v/phút; X
1
=1.22 ; E

Ta dùng 3 cầu chì loại này để bảo vệ cho 1 động cơ.
-Chọn các Rơle nhiệt Rn:
Các Rơle nhiệt dùng để bảo vệ quá tải dài hạn cho động cơ, nó đợc mắc nối tiếp vào 2 pha
Stato của động cơ. Dòng điện của Stato cũng chính là dòng chạy qua thanh nhiệt của
Rơle. Quá tải dài hạn cho phép dòng vợt quá lâu dài là =1.3 dòng định mức.

I=1.3 I
đm
=1.3x13.6=16.8 A
Ta chọn Rơle Rn loại PT-1loại N
0
-154 do Liên Xô chế tạo và có các thông số sau đây:
U
đm
=380V;
I =24.2 A;
Thời gian tác động: 20 phút ứng với I=1.2I
đm
.
Kích thớc:10x60x25;ta dùng tất cả 2 Rơle loại này.
-Chọn các cầu dao đóng cắt:
Với các thông số dòng điện và điện áp nh đã chọn ở trên ta chọn cầu dao loại : ký hiệu
PO-3 do Liên xô cũ sản xuất có các thông số
U
đm
=500V;
Kích thớc: 80x50x75;
Ta chọn 1 bộ cầu dao này để bảo vệ 1 động cơ.
2. Chọn các thiết bị mạch điều khiển:
- Chọn các Côngtactơ:

=380V;
Số tiểm điểm thời gian: 1mở -1đóng.
Kích thớc: 100-70-127;
-Chọn cầu chì:
Vì cầu chì này đợc dùng để bảo vệ dòng điện trong mạch điều khiển cho nên nó bảo vệ
cho dòng điều khiển:

I
đk
=1,7.13.6=24A;
Ta chọn cầu chì loại LK do Anh chế tạo có các thông số:
U
đm
=380V;
I
đm
=27A;
Có thời gian tác động: T=0,22 sec.
Chọn các công tắc hành trình:
Chọn loại BK-110 do Liên Xô chế tạo Có các thông số kỹ thuật:
I
lt
=6A.
I
nh
=100A;U=220V.
Chơng III:Thuyết minh hoạt động của sơ đồ
1,Xét trờng hợp thang máy đi từ tầng 1 đến tầng 2:
Giả thiết thang máy đang đứng yên ở tầng 1(tức là Rơle 1RP đang có điện),lúc đó có tín
hiệu ra lệnh cho thang máy đến tầng 2 tức là ta ấn nút M2(1,4) nên Rơle 2RM(4,3) có

lực đóng lại ->thang máy đi lên với vận tốc v2. Khi có tín hiệu 3KH(tín hiệu ra lệnh giảm
tốc khi sắp đến tầng 3) lúc đó công tắc tơ 1G lại có điện theo đờng(3KH-3K) và tự duy trì
theo đờng (1KH-3KH-3KD-3RK-1G) làm cho công tắc tơ 2G mất và công tắc tơ 1G có
điện vậy thang máy đi lên với vận tốc v1.Khi có tín tiệu thang máy đã đến tầng 3(có tín
hiệu 3KD) sẽ làm cho công tắc tơ KL mất điện theo đờng (KL-3KD-3RK-1G) đồng thời
công tắc tơ 1G cũng mất điện theo đờng (1KH-3KH-3KD-3RK) và Rơle trung gian 3RP
có điện theo đờng(3KD-2KD) tức là thang máy dừng lại ở tầng 3
3,Xét trờng hợp thang máy đi lên từ tầng 2 lên tầng 3:
Giả thiết thang máy đang đứng yên ở tầng 2(tức là Rơle 1RP đang có điện),lúc đó có tín
hiệu ra lệnh cho thang máy đến tầng 3 tức là ta ấn nút M3 nên Rơle 3RM có điện nên tiếp
điểm 3MR(1,16) đóng lại làm Rơle 3RK(17,3) có điện (tức là có lệnh đến tầng 3) và tự
duy trì nếu Rơle 3RM mất điện theo đờng (3RK-3KD).Đồng thời công tắc tơ KL có điện
theo đờng(3RM-3RP) và tự duy trì theo đờng(KL-3KD-3RK),lúc đó tiếp điểm KL trên
mạch lực đóng lại nối động cơ với lới điện làm động cơ quay thuận (tức là thang máy đi
lên) ,bên cạnh đó 1G (19,3) có điện theo đờng (2KH-3KH-3KD-3RK-1G) làm tiếp điểm
1G trên mạch lực đóng lại lầm thang máy đi lên với vận tốc v1. Khi có tín hiệu 1KH(tín
hiệu tăng tốc khi ra khỏi tầng 1) lúc đó 1G sẽ mất điện làm tiếp điểm 1G trên mạch lực
nhả ra ,đồng thời 2G có điện theo đờng (KL-1G) làm tiếp điểm 2G trên mạch lực đóng
lại ->thang máy đi lên với vận tốc v2. Khi có tín hiệu 3KH(tín hiệu ra lệnh giảm tốc khi
sắp đến tầng 3) lúc đó công tắc tơ 1G lại có điện theo đờng(3KH-3K) và tự duy trì theo
đờng (2KH-3KH-3KD-3RK-1G) làm cho công tắc tơ 2G mất và công tắc tơ 1G có điện
vậy thang máy đi lên với vận tốc v1.Khi có tín tiệu thang máy đã đến tầng 3(có tín hiệu
3KD) sẽ làm cho công tắc tơ KL mất điện theo đờng (KL-3KD-3RK) đồng thời công tắc
tơ 1G cũng mất điện theo đờng (1KH-3KH-3KD-3RK-1G) và Rơle trung gian 3RP có
điện theo đờng(3KD-2KD) tức là thang máy dừng lại ở tầng 3
4,Xét trờng hợp thang máy đi từ tầng 3 xuống tầng 1:
Giả thiết thang máy đang đứng yên ở tầng 3(tức là Rơle 3RP đang có điện),lúc đó có tín
hiệu ra lệnh cho thang máy đến tầng 1 tức là ta ấn nút M1 nên Rơle 1RM có điện nên tiếp
điểm 1MR(1,12) đóng lại làm Rơle 1RK(13,3) có điện (tức là có lệnh đến tầng 1) và tự
duy trì nếu Rơle 1RM mất điện theo đờng (1RK-1KD).Đồng thời công tắc tơ KX có điện

2RP có điện theo đờng(2KD-1KD-3KD) tức là thang máy dừng lại ở tầng 2
6,Trờng hợp thang máy chạy từ tầng 2 xuống tầng 1:
Giả thiết thang máy đang đứng yên ở tầng 2(tức là Rơle 2RP đang có điện),lúc đó có tín
hiệu ra lệnh cho thang máy đến tầng 1 tức là ta ấn nút M1(1,2) nên Rơle 1RM(1,3) có
điện nên tiếp điểm 1MR(1,12) đóng lại làm Rơle 1RK(13,3) có điện (tức là có lệnh đến
tầng 1) và tự duy trì nếu Rơle 1RM mất điện theo đờng (1RK-1KD).Đồng thời công tắc tơ
KX có điện theo đờng(2RM-1RP) và tự duy trì theo đờng(KX-1KD-1RK),lúc đó tiếp
điểm KX trên mạch lực đóng lại nối động cơ với lới điện làm động cơ quay ngợc (tức là
thang máy đi xuống) ,bên cạnh đó 1G có điện theo đờng (2KH-1KH-1KD-1RK-1G) làm
tiếp điểm 1G trên mạch lực đóng lại lầm thang máy đi lên với vận tốc v1. Khi có tín hiệu
2KH(tín hiệu tăng tốc khi ra khỏi tầng 2) lúc đó 1G sẽ mất điện làm tiếp điểm 1G trên
mạch lực nhả ra ,đồng thời 2G(38,3) có điện theo đờng (KL-1G) làm tiếp điểm 2G trên
mạch lực đóng lại ->thang máy đi lên với vận tốc v2. Khi có tín hiệu 1KH(tín hiệu ra lệnh
giảm tốc khi sắp đến tầng 1) lúc đó công tắc tơ 1G lại có điện theo đờng(1KH-1K) và tự
duy trì theo đờng (2KH-1KH-1KD-1RK-1G) làm cho công tắc tơ 2G mất và công tắc tơ
1G có điện vậy thang máy đi lên với vận tốc v1.Khi có tín tiệu thang máy đã đến tầng
2(có tín hiệu 2KD) sẽ làm cho công tắc tơ KX mất điện theo đờng (KX-1KD-1RK) đồng
thời công tắc tơ 1G cũng mất điện theo đờng (2KH1KH-1KD-1RK-1G) và Rơle trung
gian 2RP có điện theo đờng(1KD-2KD) tức là thang máy dừng lại ở tầng 1
Nhận xét :
-Nh vậy qua 6 trờng hợp vừa xét ta thấy rằng mạch điều khiển của thang máy đã đợc thiết
kế rất phù hợp với công nghệ đã cho
-Cầu chì 1CC và 2CC có nhiệm vụ bảo vệ mạch lực và mạch điều khiển khỏi sự cố ngắn
mạch và quá tải dài hạn
-Cầu dao CD có nhiệm vụ đóng cắt ,cách ly về điện giữa mạch lực và lới điện một khoảng
cách an toàn mà mắt thờng có thể nhận biết ,tiện lợi cho việc sửa chữa và bảo chì động cơ
khi có sự cố
-Rơle nhiệt 1RN và 2RN bảo vệ quá tải làm đứt một dây pha
-Điện trở dây quấn trong roto R2 có nhiệm vụ hạn chế dòng khởi động


1 50
5 3
1 29
1 32
36 37
1 41
6 3
1 30
32 33
1 36
7 3
1 12
29 26
38 35
43 45
60 56
13 3
16 17
1 22
20 21
39 40
42 44
11 3
14 15
1 20
22 23
33 34
51 52
10 3
12

319
181 201
2627
4948
5655
321
221
2628
11
4950
5554
323
KL
511
7673
7774
7875
49
3
KX
581
7673
7774
7875
356
26
46
12C1
1G
35

15
1
Sơ đồ bố trí thiết bị
Tªn thiÕt bÞ §iÓm nèi Tªn thiÕt bÞ §iÓm nèi
1- R¬le nhiÖt 76-76.KL
1-A.CD 77-77KL
2- 78-78.KL
2-B.CD 79-79.2G
3- 80-80.2G
3-C.CD 62-
4- 61-61
4-76.KL 3-3.1RM
5- §Çu nèi ®iÒu khiÓn 1-62.RN
5-77.KL 1-62.2CC
6- 2-1.2CC
6-78.KL 2-3
7- 3-4
7-76.KX 3-1.M1
8- 4-5
8-77.KX 4-1.M2
9- 5-6
9-78.KX 5-1.M3
10- 6-7
10-8C2.2G 6-1.H1
§Çu nèi ®éng lùc
11- 7-8
11-8C3.2G 7-1.H2
12- 8-9
12-8C1.2G 8-1.H3
13- 9-10

11-11.3KD 42-42.1KD
1RM 1-12§N§K 1KD 1-1.1RP
1-1.1RK 1-1.3RK
1-1.2RM 3-3.2KD
1-1.3RP 9-
2- 13-13.1RK
18-18.2KD
3-3.2RM 20’-20’.3KD
12-12.1KD 37-
24-24.1RP 38-38.1RK
57-57.1KP 42-
2RM 1-1.2RK 43-43.1RK
1-1.3RM 58-58.2KD
3-3.3RM 60-60.1RK
4- 2KD 1-1.2RP
14-14.2KD 1-1.1RP
27-27.2RP 3-3.3KD
47-47.1KP 10-
54-54.3RP 15-15.2RK
3RM 1-1.3RP 19-19.1RP
1-1.1KD 20-20.1KD
3-3.1KH 23-23.3RP
5- 33-
16-16.3KD 34-34.2RK
28-28.3KP 51-51.KL
50-50.3RP 52-52.2RP
1KH 1-1.3RM 58-58.KX
1-1.3KH 59-59.2RK
1’-1’.1RP 3KD 1-1.3RP
3-3.2KH 1-1.12RP

31-31.3KH 56-
35-35.1RK 58-
49-49.2RK 73-
3-3.1RP 74-
1RP 3-3.2RP 75-
19- 76-
26-26.1G 77-
48-48.2RP 78-
56-56.2RP
2RP 3-3.3RP
21-
26-26.1RP
49-49.KL
56-56.KX
3RP 3-3.1G
23-
32-32.1RP
49-49.2RP
55-55.2RP
2G 3-3.KL
46-
77-KL
79-
80-
Lời cảm ơn.
Để có thể hoàn thành đợc đồ án môn học điều khiển lôgic này em vô cùng các
thầy giáo hớng dẫn đã tận tình giúp đỡ trong suốt quá trình làm bài. Đặc biệt trong
đó là sự nhiệt tình giúp đỡ của:
Thầy giáo: Nguyễn Văn Dũng.
Nhờ những chỉ dẫn của thầy mà em mới có thể hoàn thành tốt đồ án này. Đồng