BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
-----------

ĐỒ ÁN
ĐIỀU KHIỂN LOGIC VÀ TRANG BỊ ĐIỆN

Đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống điều khiển
thang máy chở khách 6 tầng dùng PLC
Giáo viên hướng dẫn : Ths. Nguyễn Hữu Hải
Lớp

: Tự động hóa 2 – K8

Sinh viên thực hiện

:

Hồ Văn Tú

0841240276

Dương Văn Tuấn

0841240138

Phạm Anh Tuấn

0841240099



0841240108

Lớp : ĐH TĐH2
Khoá : 8……………………………………………………… Khoa : Điện………….………………………………….
Giáo viên hướng dẫn : THs.Nguyễn Hữu Hải
NỘI DUNG
Tính toán , thiết kế hệ thống thang máy chở khách 6 tầng dùng PLC
TT

Tên bản vẽ

Khổ giấy

Số lượng

1

Sơ đồ mạch động lực

A3

01

2

Sơ đồ mạch điều khiển

A3



MỤC LỤC


PHẦN 1

PHẦN 1
TÌM HIỂU VỀ THANG MÁY
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THANG MÁY
1.1.1. Khái niệm chung về thang máy
Thang máy là một thiết bị chuyên dùng để vận chuyển người, hàng hoá, vật liệu
v.v... theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 15 0 so với phương thẳng
đứng theo một tuyến đã định sẵn.

[Type text]

Page 4


PHẦN 1

Hình 1.1 : Hình dáng tổng thể của thang máy.
Thang máy thường được dùng trong các khách sạn, công sở, chung cư, bệnh viện,
các đài quan sát, tháp truyền hình, trong các nhà máy, công xưởng v.v... Đặc điểm vận

[Type text]

Page 5



[Type text]

Page 6


PHẦN 1
1.1.2.1. Phân loại theo chức năng:

• Thang máy chở người:
- Thang máy chở người trong các nhà cao tầng: Có tốc độ chậm hoặc trung bình,
đòi hỏi vận hành êm, yêu cầu an toàn cao và có tính mỹ thuật.
- Thang máy dùng trong các bệnh viện: Đảm bảo tuyệt đối an toàn, tối ưu về tốc
độ di chuyển và có tính ưu tiên đáp ứng đúng các yêu cầu của bệnh viện.
- Thang máy dùng trong các hầm mỏ, xí nghiệp: Đáp ứng được các điều kiện làm
việc nặng nề trong công nghiệp như tác động môi trường về độ ẩm, nhiệt độ, thời gian
làm việc, ăn mòn. ..

• Thang máy chở hàng:
Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, ngoài ra nó còn được dùng trong nhà
ăn, thư viện. .. Loại này có đòi hỏi cao về việc dừng chính xác cabin để đảm bảo hàng
hoá lên xuống dễ dàng, tăng năng suất lao động.
1.1.2.2. Phân loại theo tốc độ di chuyển:

• Thang máy tốc độ chậm v = 0,5 m/s:
Hệ truyền động cabin thường sử dụng động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc hoặc
dây quấn, yêu cầu về dừng chính xác không cao.

• Thang máy tốc độ trung bình v = (0,75 ÷ 1,5) m/s:
Thường sử dụng trong các nhà cao tầng, hệ truyền động cabin là truyền động một
chiều.


Page 8


PHẦN 1

[Type text]

Page 9

1. Cabin
2. Con trượt dẫn hướng Cabin
3. Ray dẫn hướng Cabin
4. Thanh kẹp tăng cáp
5. Cụm đối trọng
6. Ray dẫn hướng đối trọng
7. ụ dẫn hướng đối trọng
8. Cáp tải
9. Cụm máy
10. Cửa xếp Cabin
11. Chêm chống rơi
12. Cơ cấu chống rơi
13. Giảm chấn
14. Thanh đỡ
15. Kẹp ray Cabin
16. Gá ray Cabin
17. Bu lông bắt gá ray
18. Gá ray đối trọng
19. Kẹp ray đối trọng


quá trình làm việc của đông cơ.
1.1.4.4. Động cơ mở cửa:

[Type text]

Page 10


PHẦN 1
Là động cơ một chiều hay xoay chiều tạo ra momen mở cửa cabin kết hợp với
mở cửa tầng. Khi cabin dừng đúng tầng, rơle thời gian sẽ đóng mạch điều khiển động
cơ mở cửa tầng hoạt động theo một quy luật nhất định sẽ đảm bảo quá trình đóng mở
êm nhẹ không có va đập. Nếu không may một vật gì đó hay người kẹp giữa cửa tầng
đang đòng thì cửa sẽ mở tự động nhờ bộ phận đặc biệt ở gờ cửa có găn phản hồi với
động cơ qua bộ xử lý trung tâm.
1.1.4.5. Cửa:
Gồm cửa cabin và cửa tầng .
Cửa cabin để khép kín cabin trong quá trình chuyển động không tạo ra cảm giác
chóng mặt cho khachs 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 bọi trong đó . Cửa cabin và cửa
tầng có khoá tự động để đảm bảo đóng mở kịp thời.
1.1.4.6 - Bộ hạn chế tốc độ :
Là bộ phận an toàn khi vận tốc thay đổi do một nguyên nhân nào đó vượt quá vạn tốc
cho phép , bộ hạn chế tốc độ sẽ bật cơ cấu khống chế cắt điều khiển động cơ và phanh
làm việc.
Các thiết bị phụ khác: như quạt gió, chuông điện thoại liên lạc , các chỉ thị số
báo chiều chuyển động… được lắp đặt trong cabin để tạo ra cho khách hàng một cảm
giác dễ chịu khi đi thang máy.
1.2. YÊU CẦU AN TOÀN TRONG THANG MÁY
1.2.1. Yêu cầu an toàn của thang máy khi mất điện hoặc đứt cáp

hiện điều hiển theo chu trình bình thường. Hệ thống lưu điện phục hồi dần công suất
bằng hệ thống nạp điện tự động.
Ngoài thiết bị cứu hộ khi bị mất điện, trong thang máy còn có một bộ phận
thắng cơ. Trong trường hợp xảy ra đứt cáp thang máy, thiết bị khống chế vượt tốc độ
sẽ hoạt động và tác động đến thắng cơ, nêm chặt phòng thang máy vào ray dẫn hướng,
giữ chặt không cho thang rơi để người đến ứng cứu.

[Type text]

Page 12


PHẦN 1
1.2.2 – Yêu cầu về vận tốc, gia tốc và độ dật
Một trong những điều kiện cơ bản đối với hệ truyền động thang máy là phải đảm
bảo cho cabin chuyển động êm. Việc cabin chuyển động êm hay không lại phụ thuộc
vào gia tốc khi mở máy và hãm máy.
Các tham số chính đặc trưng cho chế độ làm việc của thang máy là:
Tốc độ di chuyển v [m/s], gia tốc a [m/s2] và độ dật ρ [m/s3].
Tốc độ di chuyển của cabin 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 chọc trời, 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 cabin 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 tăng lên 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.
Tốc độ di chuyển trung bình của thang máy có thể tăng bằng cách giảm thời gian
mở máy và hãm máy, có nghĩa là tăng gia tốc. Nhưng khi gia tốc lớn sẽ gây ra cảm
giác khó chịu cho hành khách (như chóng mặt, sợ hãi, nghẹt thở. .v..v..). Bởi vậy gia
tốc tối ưu là a < 2m/s2.

1,5
2
1

1

3,5
2
1,5

Một đại lượng quyết định sự di chuyển êm của cabin là tốc độ tăng của gia tốc khi mở
máy và tốc độ giảm của gia tốc khi hãm máy. Nói một cách khác, đó là độ dật (đạo

[Type text]

Page 13


PHN 1
=

hm bc nht ca gia tc

da
dt

d2 v
dt2

=


Đ ến Hã m
tầng dừng

S



a

a



t





Hỡnh 1.3: Cỏc ng cong biu din s ph thuc
ca quóng ng S, tc v, gia tc a v git theo thi gian.

[Type text]

Page 14


PHẦN 1


v0 - Tốc độ lúc bắt đầu hãm, [m/s].
Page 15


PHẦN 1

Khi cơ cấu phanh tác động là quá trình hãm buồng thang. Trong thời gian này,
buồng thang đi được một quãng đường S''.
S" =

m. v20
2(Fph ± Fc )

, [m]

(2-2)

Trong đó : m - Khối lượng các phần chuyển động của buồng thang, [kg]
Fph - Lực phanh, [N]
Fc - Lực cản tĩnh [N]
Dấu (+) hoặc dấu (-) trong biểu thức (2-2) phụ thuộc vào chiều tác dụng của
lực Fc : Khi buồng thang đi lên (+) và khi buồng thang đi xuống (-).
S'' cũng có thể viết dưới dạng sau:
D
2
S" =
2i (M ph ± M c )
J .ω 20 .

Trong đó :


0,8

1,5

±120÷150

Động cơ KĐB rô to lồng sóc 2 cấp tốc độ

1:4

0,5

1,5

± 10 ÷ 15

Động cơ KĐB rô to lồng sóc 2 cấp tốc độ

1:4

1

1,5

± 25 ÷ 35

Hệ máy phát - động cơ (F - Đ)

1 : 30

[mm]


PHẦN 1

Buồng thang
Vượt quá
Mức dừng

Buồng
thang

Dừng

Mức đặt
cảm biến dòng

Hình 2 - 3: Dừng chính xác buồng thang.

[Type text]

Page 18


PHẦN 1
PHẦN 2. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ ĐIỆN
Phụ tải của thang máy chủ yếu do tải trọng quyết định,vì thang máy có đối trọng nên
trong tính toán ta phải lưu ý đến trọng lượng của đối tượng và trọng lượng của cơ cấu
nâng.Để xác định phụ tải một cách chính xác và khoa học ta phải xây dựng sơ đồ động

Vì thang máy có đối trọng ,nên tính toán đối trọng phù hợp là cần thiết .
Khối lượng của đối trọng:

Gđt = Gbt + αG (kg)
Gđt :khối lượng đối trọng (kg).
α : hệ số cân bằng ,ta chọn α=0,5
Gđt = 1800+0,5.750=2175 (kg)
Công suất tĩnh của động cơ khi nâng tải có đối trọng :
Gbt + G). -Gđt.η]v.k.g.(KW)
Công suất tĩnh của động cơ khi hạ tải có đối trọng :

[(Gbt + G).η + Gđt.].v.k.g.(KW)
Trong đó :

k: hệ số tính đến ma sát giữa thanh dẫn hướng và đối trọng
Chọn k=1,2.

Số liệu về cáp dẫn động :
• Khối lượng riêng dây cáp =0,47(kg/m) →cáp ϴ12
• Sử dụng 4 sợi =4.0,47=1.88(kg/m)
• Chọn 1 tầng cao 4( m ) vậy hành trình dài nhất của cáp
=4.7=28(m)
• Tổng trọng lượng dây cáp
Lực kéo đặt lên puli cáp kéo buồng thang khi có tải định mức :
F=( .g
Trong đó :

[Type text]

Page 20

PHẦN 1

Công suất động cơ :
Công suất động cơ khi nâng tải tốc độ nhanh:

Công suất động cơ khi hạ tải tốc độ nhanh :
=9731,4.7,8(KW)
Công suất định mức của động cơ :

=11,976.
ền động thang máy làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại,khi có tải định mức động cơ
nặng nề.Nên ta chọn động cơ 2 cấp tốc độ ,hai dây quấn riêng biệt cho từng cấp
độ và tốc độ động cơ dưới 1000(v/p).Chọn động cơ có loại công suất 14(kw).
Có các thông số sau :

Cosφ = 0,7

2.2. TÍNH CHO TIẾT DIỆN CÁP ĐỘNG LỰC

Để chọn tiết diện cáp động lực cho động cơ truyền động ta cần chú ý :
• Nếu chọn dây có tiết diện lớn quá thì vốn đầu tư cao ,nhưng điện dẫn
xuất lớn,điện trở nhỏ.
• Nếu chọn dây có tiết diện nhỏ vốn đầu tư ít ,nhưng nếu nhỏ hơn dẫn đến
cáp bị quá tải gây chập cháy giữa các pha trong cáp.
[Type text]

Page 22


PHẦN 1

PHẦN 1

cũng mất điện ngay lúc này lực căng của lò xo sẽ ép chặt má phanh vào trục
động cơ kịp thời hãm dừng động cơ.
Phanh hãm điện từ được chế tạo theo 2 kiểu : hành trình phản ứng dài và hành
trình phản ứng ngắn.Thường dùng phanh hãm hành trình ngắn .
Khi chọn thông số phanh cần chú ý đến 3 thông số cơ bản :
• Điện áp làm việc
• Hệ số tiếp điện tương đối
• Độ dài hành trình phần ứng
2.3.1. Tính toán và lựa chọn phanh hãm cho thang máy
Lực tác dụng lên trục động cơ khi phanh phụ thuộc vào vị trí số mô men của cơ
cấu phanh và chế độ làm việc của cơ cấu nâng hạ buồng thang :
của cơ cấu phanh
K:hệ số dự trữ tùy thuộc vào chế độ làm việc
2.3.2.Tính chọn nam châm điện của cơ cấu phanh
Lực cần thiết đặt lên má phanh được tính :

=. 9741,2=27832(N)
F: lực tác dụng lên puli
Lực hút nam châm và hành trình của phản ứng yêu cầu được xác định bởi biểu
thức sau :

)

[Type text]

Page 24