LỜI CẢM ƠN.
Đầu tiên, em xin cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Giao
Thông Vận Tải nói chung và các thầy cô giáo trong ngành Cơ điện tử nói riêng đã tận tình
giảng dạy, truyền đạt cho em nhưng kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong thời gian qua.
Đặc biệt, em xin gửi lời chân thành cảm ơn tới thầy giáo Trịnh Tuấn Dương đã tận
tình giúp đỡ, chỉ bảo và trực tiếp hướng dẫn em trong thời gian qua để em hoàn thành tốt
đồ án tốt nghiệp của mình.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, đã luôn tạo điều
kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án
tốt nghiệp.
Mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn luận văn này của em không tránh khỏi những
sai sót. Kính mong nhận được sự chỉ bảo của thầy cô và sự góp ý của các bạn.
Hà nội, 5 tháng 5 năm 2014.
Sinh viên thực hiện.
Lê Xuân Ngừng.
1
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Lê Xuân Ngừng K51- Cơ Điện Tử
TÓM TẮT
Được sự hướng dẫn của thầy Trịnh Tuấn Dương em đã tiến hành nghiên cứu và trình
bày luận văn trong năm chương:
Chương 1. “Tổng quan về thang máy”. Trong chương này em trình bày tóm tắt cơ sở,
lịch sử phát triển của thang máy, các khái niệm, định nghĩa vai trò của thang máy và các
ứng dụng, các xu thế trong tương lai và tình hình tiếp cận thang máy trong sản xuất công
nghiệp nay. Đây là các kiến thức cơ sở cần thiết trước khi nghiên cứu hoạt động của thang
máy.
Chương 2. Giới thiệu các linh kiện trong đồ án, về cấu tạo, chức năng và nguyên lí
hoạt động của chúng.
Chương 3. Phần thiết kế và thi công nội dung chính là thiết kế mạch, nguyên lí hoạt
động các khối trong sơ đồ nguyên lí,các phần mềm trong quá trình thiết kế và thi công và
sơ đồ khối tổng quan hoạt động nguyên lí.
Phần “Kết luận”. Nội dung chính của phần này là trình bày tóm tắt lại một số kết quả

1.1. Khái niệm chung về thang máy
Thang máy là thiết bị vận tải chuyên dùng để chở hàng và người theo phương thẳng
đứng.
Thang máy được dùng trong các khách sạn, công sở, chung cư, bệnh viện, các đài quan
sát,.v.v. đặc điểm vận chuyển bằng thang máy so với các phương tiện vận chuyển khác là
thời gian của một chu k vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn, đóng mở máy liên
tục. Ngoài ý nghĩa vận chuyển, thang máy còn là một trong những yếu tố làm tăng vẻ đẹp
và tiện nghi của công trình . Thang máy là một thiết bị vận chuyển được hỏi tính an toàn
nghiêm ngặt, nó liên quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng của con người. Vì vậy, yêu
cầu chung đối với thang máy khi thiết kế, lắp đặt, vận hành, sử dụng và sửa chữa là phải
tuân thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu vè kỹ thuật an toàn được quy định trong các
tiêu chuẩn, quy trình quy phạm.
Một hệ thống thang máy không chỉ thỏa mãn về mặt hình thức như thiết kế Cabin sang
trọng, tinh tế, đẹp mắt mà còn đạt đủ tiêu chuẩn , chứng chỉ an toàn, đảm bảo tính tin cậy
cao bao gồm các thiết bị an toàn như : Hệ thống UPS ( Uninterruptible Power Supplier) là
bộ lưu trữ điện dự phòng , cung cấp điện cho hệ thống thang máy trong trường hợp mất
điện đột ngột, đảm bảo nguồn điện chiếu sáng , bộ đàm trong thang máy (interphone) ,
chuông báo , phanh an toàn khi mất điện , bộ đóng cắt an toàn cửa cabin v v…
1.2. Lịch sử phát triển của thang máy:
Thang máy đầu tiên dùng cho công chúng ra mắt vào năm 1853 đó chính là chiếc
thamg máy của hang OTIS-Mỹ. Và vào cuối thế kỷ 19 hãng thang máy thứ 2 ra đời :
Schindler của Thụy Sỹ. Thang máy Schindler cũng chế tạo thành công và bắt đầu lắp đặt
ở nhiều công trình.
Sang thế kỉ 20 có nhiều hãng thang máy khác ra đời như Kone của Phần Lan; Nippon ,
Mitsubishi của Nhật Bản ; Thyssen của Đức; Sabiem của Italia; LG của Hàn Quốc…. Các
thang máy đã được thiết kế, thử nghiệm nên hoạt động êm và dừng tầng chính xác hơn .
Cho tới những năm 1975 thang máy trên thế giới đã đạt tới tốc độ 400m/phút , những
5
thang máy lớn với tải trọng lên tới 25 tấn đã được chế tạo thành công. Thời gian này xuất
hiện nhiều hãng thang máy nữa ra đời.

+, Thang máy chuyên chở hang có người đi kèm: Loại này thường dung cho các nhà máy,
công xưởng , kho, thang máy dung cho nhân viên khách sạn v v chủ yếu để chở hang
nhưng có người đi kèm để phục vụ.
+, Thang máy chuyên chở hang 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 chỉ có điều
khiển ngoài cabin (trước các cửa tầng) . Còn các loại thang máy khác nêu ở trên vừa điều
khiển trong cabin vừa điều khiển ngoài cabin.
Theo hệ thống dẫn động cabin:
+, Thang máy dẫn động điện: Loại này dẫn động cabin lên xuống nhờ động cơ điện
truyền qua hộp giảm tốc tới puly ma sát hoặc tang cuốn cáp. Chính nhờ cabin đươc treo
bằng cáp mà hành trình lên xuống của nó không bị hạn chế. Ngoài ra còn có loiaj thang
máy dẫn động cabin lên xuống bằng bánh răng thang răng (chuyên dùng để chở người
phục vụ xây dựng các công trình cao tầng).
+, Thang máy thủy lực (bằng xylanh - pittông): Đặc điểm của loại này là cabinđược đẩy
từ dưới lên nhờ xylanh - pittông thuỷ lực nên hành trình bị hạn chế vìvậy không thể trang
bị cho các công trình cao tầng, mặc dù kết cấu đơn giản, tiếtdiện giếng thang so với dẫn
động cáp có cùng tải trọng.
Theo các thong số cơ bản:
+, Theo tốc độ di chuyển của cabin:
- Loại tốc độ thấp:ν <1 m/s
- Loại tốc độ trung bình: ν < 1 ÷ 2,5 m/s
- Loại tốc độ cao: ν <2,5 ÷ 4 m/s
7
- Loại tốc độ rất cao: ν > 4 m/s.
+, Theo khối lượng vận chuyển của cabin:
- Loại nhỏ: Q < 500 kg
- Loại trung bình: Q = 500 ÷1000 kg
- Loại lớn: Q = 1000 ÷ 1600 kg
- Loại rất lớn: Q >1600 kg
Theo vị trí đặt bộ tời kéo:

16. Ngàm dẫn hướng
17. Bộ phận bảo hiểm
18. Cabin
9
Hình.1- 1: Cấu tạo thang máy
10
1.4.2. Đặc điểm đặc trưng cho chế độ làm việc của hệ truyền động điện thang máy
- Thang máy phải đảm bảo tuyệt đối an toàn vì nó liên quan trực tiếp tới tính mạng con
người vì thế khi thiết kế thang máy phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về “ Thiết kế
thang máy “ do quốc tế đặt ra.
- Các khí cụ điện , thiết bị điện trong hệ thống truyền động và trang bị điện của thang máy
phải làm việc tin cậy trong mọi điều kiện làm việc phức tạp của môi trường, nhằm nâng
cao năng suất , an toàn trong vận hành khi sử dụng và khai thác.
- Đối với hệ truyền động điện cho thang máy phải đảm bảo khởi động động cơ truyền
động khi đầy tải, đặc biệt là vào mùa đông khi nhiệt độ môi trường giảm làm tăng mômen
ma sát trong các ổ đỡ dẫn đến làm tăng đáng kể mômen tĩnh M
c

Khi không có tải trọng mômen của động cơ không vượt quá (15-20)% M
dm
. Mômen
động cơ phụ thuộc vào tải trọng.
-Trong hệ truyền động của thang máy yêu cầu qua trình tang tốc và giảm tốc xảy ra phải
êm. Bởi vậy momen trong quá trình quá độ phải được hạn chế theo yêu cầu kĩ thuật rất an
toàn.
- Do điều kiện làm việc của thang máy thất thường , tải trọng luôn thay đổi lúc non tải lúc
đầy tải nên thang máy được chế tạo có độ bền cơ khí cao. Tất cả các thiết bị được đặt
trong buồng thang và buồng má.
- Khi thiết kế và tính toán thang máy có đưa ra một số yêu cầu kĩ thuật cho chế độ hoạt
động cũng như điều kiện để khống chế các qua trình hoạt động nhằm tạo an toàn cho

Do trọng lượng của cabin và trọng lượng của đối trọng đã được tính toán tỷ lệvà kỹ
lưỡng cho nên mặc dù chỉ vắt qua puli kéo cũng không xảy ra hiện tượngtrượt trên
pulicabin, hộp giảm tốc đối trọng tạo nên một cơ hệ phối hợp chuyểnđộng nhịp nhàng do
phần khác điều chỉnh đó là động cơ.
12
Động cơ
Là khâu dẫn động hộp giảm tốc theo một vận tốc quy định làm quay puli kéocabin lên
xuống. Động cơ được sử dụng trong thang máy là động cơ 3 pha rôto dâyquấn hoặc rôto
lồng sóc, vì chế độ làm việc của thang máy là ngắn hạn lặp lại cộngvới yêu cầu sử dụng
tốc độ, mômen động cơ theo một dải nào đó cho đảm bảo yêucầu về kinh tế và cảm giác
của người đi thang máy. Động cơ là một phần tử quantrọng được điều chỉnh phù hợp với
yêu cầu nhờ một hệ thống điện tử ở bộ xử lýtrung tâm.
Phanh
- Phanh hãm điện từ: là khâu an toàn, nó thực hiện nhiệm vụ giữ cho cabin đứngim ở các
vị trí dừng tầng hoặc khi có sự cố xảy ra. khối tác động là hai má phanhsẽ kẹp lấy tang
phanh, tang phanh gắn đồng trục với trục động cơ, cũng có thểchúng được bố trí trên ca
bin khi đó má phanh sẽ ép vào thanh dẫn hướng. Hoạtđộng đóng mở của phanh được phối
hợp nhịp nhàng với quá trình làm việc củađộng cơ .
- Phanh bảo hiểm: Chức năng của phanh bảo hiểm là hạn chế tốc độ di chuyểncủa buồng
thang vượt quá giới hạn cho phép và giữ chặt buồng thang tại chỗ bằngcách ép vào hai
thanh dẫn hướng trong trường hợp bị đứt cáp treo.
Cửa cabin và cửa tầng
Cửa cabin để khép kín cabin trong quá trình chuyển động không tạo ra cảm giác chóng
mặt cho khách hàng và ngăn không cho rơi khỏi cabin bất cứ thứ gì . Cửa tầng để che
chắn bảo vệ toàn bộ giếng thang và các thiết bị trong đó . Cửa cabin vàcửa tầng có khoá
tự động để đảm bảo đóng mở kịp thời . Cửa cabin và cửa tầng khihoạt động phải theo một
quy luật nhất định sẽ đảm bảo quá trình đóng mở êm nhẹkhông có va đập. Nếu không
may một vật gì đó hay người kẹp giữa cửa tầng đangđóng thì cửa sẽ mở tự động nhờbộ
phận đặc biệt ở gờ cửa có gắn phản hồi vớiđộng cơ qua bộ xử lý trung tâm.
Động cơ cửa

+, Cảm biến vị trí kiểu cảm ứng
14
Cấu tạo của nó bao gồm: 1 mạch từ hở , 1 cuộn dây .Khi mạch từ hở, do điện kháng của
cuộn dây bé, dòng xoay chiều qua cuộn dâytương đối lớn. Khi thanh sắt động làm kín
mạch từ, từ thông sinh ra trong mạch từ tăng làm tăng điện cảm L của cuộn dây và dòng
đi qua cuộn dây sẽ giảm xuống.
+, Cảm biến quang
Cảm biến quang gồm nguồn phát quang và bộ thu quang, nguồn phát sử dụng LED hoặc
LASER (thường dùng điôt phát quang), bộ thu sử dụng Transistor quang. Để nâng cao độ
tin cậy của bộ cảm biến không bị ảnh hưởng độ sáng của môi trường thường dùng phần tử
phát quang và thu quang hồng ngoại. Dùng mạch dao động để phát xa và tránh ảnh hưởng
của nhiễu. Khi có vật đi qua giữa bộ phát và bộ thu, bộ thu sẽ thay đổi trạng thái đầu ra.
+, Cảm biến điện dung
Công thức tính điện dung: C=A.K/D, cảm biến sẽ phát hiện vật đến gần vì vậtnày làm
thay đổi điện môi giữa 2 bản cực đến giá trị đặt trước. Cảm biến có thể phát hiện vật đến
gần cách vài cm .
+, Cảm biến điện cảm
Dựa vào từ trường cảm ứng để nhận biết vật kim loại đến gần, dòng điện cảm ứng trong
vật kim loại sẽ tạo từ trường ngược với từ trường ban đầu làm thay đổi cảm kháng cuộn
dây. Cảm biến này có thể nhận biết bất kì kim loại nào.
Ngoài ra còn có các loại cảm biến khác: bộ cảm biến hồng ngoại, phần tử HALL
1.7. Các yêu cầu đối với thang máy
Yêu cầu về an toàn trong điều khiển thang máy:
- Thang máy là thiết bị chuyên dùng để chở người, chở hàng từ độ cao này đến độ cao
khác vì vậy trong thang máy, vấn đề an toàn được đặt lên hàng đầu. Để đảm cho sự hoạt
động an toàn của thang máy, người ta bố trí một loạt các thiết bị giám sát hoạt động của
thang nhằm phát hiện và xử lý sự cố.
- Trong thực tế, khi thiết kế truyền động cho thang máy phải phối hợp bảo vệ cả phần cơ
và phần điện, kết hợp nhiều loại bảo vệ . Chẳng hạn, khi cấp điện cho động cơ kéo buồng
15

cho buồng thang chuyển động êm. Việc buồng thang chuyển động êm hay không lại phụ
thuộc vào gia tốc khi mở máy và hãm máy. Các tham số chính đặctrưng cho chế độ là
việc của thang máy là: tốc độ di chuyển v[m/s], gia tốc a [m/s2]và độ giật ρ[m/s3].
Tốc độ di chuyển của buồng thang quyết định năng suất của thang máy, điều này có ý
nghĩa rất quan trọng, nhất là đối với các nhà cao tầng .
Đối với các nhà cao tầng, tối ưu nhất là dùng thang máy cao tốc (v = 3,5m/s),giảm thời
gian quá độ và tốc độ di chuyển trung bình của buồng thang đặt gần bằng tốc độ định
mức. Nhưng việc tăng tốc độ lại dẫn đến tăng giá thành của thang máy. Nếu tăng tốc độ
của thang máy v = 0,75 m/s lên v = 3,5m/s, giá thành tănglên 4÷5 lần, bởi vậy tuỳ theo độ
cao tầng của nhà mà chọn thang máy có tốc độ phù hợp với tốc độ tối ưu.
+, Các yêu cầu đối với hệ thống truyền động điện thang máy
Khi thiết kế trang bị điện - điện tử cho thang máy, việc lựa chọn một hệ truyền động,
loại động cơ phải dựa trên các yêu cầu sau:
-Độ chính xác khi dừng
-Tốc độ di chuyển buồng thang
-Gia tốc lớn nhất cho phép
-Phạm vi điều chỉnh tốc độ
Thang máy thường được lắp đặt trong môi trường khá là khắc nghiệt. Phòng máy
thường được đặt ở thường được đặt tại đỉnh của toà nhà vì vậy máy nhiệt độ của phòng
máy thường cao. Chế độ làm việc của động cơ là ngắn hạn lặp lại với tần số đóng cắt điện
lớn, mở máy, hãm dừng liên tục.
Các hệ truyền động cho thang máy:
-Hệ thống máy phát động cơ
-Hệ thống bộ biến đổi tĩnh - động cơ một chiều
-Hệ thống bộ biến tần- động cơ không đồng bộ
-Hệ thống dùng động cơ không đồng bộ nhiều cấp tốc độ
17
Dựa vào yêu cầu công nghệ đặt ra và căn cứ vào số tầng phục vụ, mà chọn hệ thống
truyền động tối ưu sao cho thoả mãn một cách hài hoà nhất giữa chỉ tiêu kinh tế và kỹ
thuật. Đối với các nhà cao 7 tầng thường chọn hệ thống truyền động điện sử dụng biến tần

bỏ hầu hết các dự án – lúc đó đã qus lỗi thời. Tuy nhiên PIC được bổ sung EEPROM để
tạo thành một bộ vi điều khiển vào/ra khả trình. Ngày nay rất nhiều dòng PIC được xuất
xưởng với hàng loạt các mudule ngoại vi tích hợp sẵn ( như USATR, PWM, ADC…) với
bộ chương trình từ 512 Word đến 32K Word.
2.1.2. Các khối chính trong vi điều khiển
+, Khối bộ nhớ ROM + RAM
+, Khối xử lý trung tâm (CPU)
+, Tổ chức Bus
+, Các đường vào/ra
19
+, Khối giao tiếp nối tiếp
+, Khối Timer
+, Watchdog
+, Bộ chuyển đổi tương tự - số (ADC)
2.1.3. Cấu trúc của vi điều khiển PIC
Cấu trúc phần cứng của vi điều khiển được thiết kế theo hai dạng cơ bản là cấu trúc
Havard và cấu trúc Von-Neumann. Điểm khác biệt giữa hai dạng cấu trúc này là cấu trúc
bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình
CPU
RAM
+
ROM
(Program)
x8
Hình.2- 1: Cấu trúc Von - Neumann
20
RAM
CPU
ROM
(Program)

+ Cho phép từng chân lập trình kéo lên điện trở
+ Ngắt-on-Thay đổi pin
- 8K ROM bộ nhớ trong công nghệ FLASH
- Chip có thể được lập trình lại lên đến 100.000 lần
- In-Circuit Serial trình Lựa chọn
+ Chip có thể được lập trình ngay cả khi nhúng trong thiết bị mục tiêu
- 256 byte bộ nhớ EEPROM
+ Dữ liệu có thể được viết hơn 1.000.000 lần
- 368 byte bộ nhớ RAM
- A / D chuyển đổi:
+ 14-kênh
+ Độ phân giải 10-bit
- 3 bộ đinh thời
- Watch-dog hẹn giờ
- Tương tự so sánh với các mô-đun
+ Hai tương tự so sánh
+ Cố định điện áp tham chiếu (0.6V)
+ Lập trình trên chip điện áp tham chiếu
22
- Chỉ đạo kiểm soát đầu ra PWM
- Nâng cao module USART
+ Hỗ trợ RS-485, RS-232 và LIN2.0
+ Auto-Detect Baud
- Giao tiếp đồng bộ Serial Port (MSSP)
+ hỗ trợ chế độ SPI và I2C
2.1.4.2. Chức năng của các chân vi điều khiển
Sơ đồ chân vi điều khiển PIC18F4523
Hình.2- 3: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC18F4523 loại 40 chân
Chức năng của các chân vi điều khiển:
• Chân (1) sử dụng làm chân tạo bộ reset cho vi điều khiển

• Chân (26) dùng làm chân I/O tín hiệu số và RX/TD dung cho ghép nối máy
tinh.
• Chân (33) dùng làm chân I/O tín hiệu số,ngắt 0,input tín hiệu ccp1 và tìn hiệu
tương tự đầu vào 12.
• Chân (34) dùng làm chân I/O tín hiệu số,ngắt 1 và tìn hiệu tương tự đầu vào
10.
• Chân (35) dùng làm chân I/O tín hiệu số,ngắt 1 và tìn hiệu tương tự đầu vào
8.
24
• Chân (36) có thể làm chân I/O tín hiệu số hoặc tìn hiệu tương tự 9 và làm
chân Capture2 input/campare2 output/PWM2 output.
• Chân (37) dùng làm chân I/O tín hiệu số và tìn hiệu tương tự đầu vào 11.
• Chân (38) dùng làm chân I/O tín hiệu số hoặc PGM.
• Chân (39) dùng làm chân I/O tín hiệu số hoặc PGC.
• Chân (40) dùng làm chân I/O tín hiệu số hoặc PGD.
Hình.2- 4: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC18F4523 loại 44 chân
25