Đồ án Thiết kế hệ thống tự động điều khiển thang máy đôi, sử dụng PLC S7-300, giám sát điều khiển bằng WinCC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG  
ISO 9001:2015  
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG  
THANG MÁY ĐÔI SỬ DỤNG PLC S7-300, GIÁM SÁT  
ĐIỀU KHIỂN BꢀNG WINCC  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC  
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP  
HẢI PHÒNG – 2018  
 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG  
ISO 9001:2008  
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG  
THANG MÁY ĐÔI SỬ DỤNG PLC S7-300, GIÁM SÁT  
ĐIỀU KHIỂN BꢀNG WINCC  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC  
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP  
Sinh viên:Nguyễn Văn Linh  
Người hướng dẫn: Th.S Đỗ Thị Hồng Lý  
HẢI PHÒNG - 2018  
Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam  
Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc  
----------------o0o-----------------  
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG  
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP  
Sinh viên : Nguyễn Văn Linh – MSV : 1613102003  
Lớp : ĐCL1001- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp  
Tên đề tài : Thiết kế hệ thống tự động điều khiển thang máy đôi,  
sử dụng PLC S7-300, giám sát điều khiển bằng WinCC.  
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI  
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về  
lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ).  
...............................................................................................................................................................  
...............................................................................................................................................................  
............................................................................................................................................  
...............................................................................................................................................................  
...............................................................................................................................................................  
...............................................................................................................................................................  
............................................................................................................................................  
...............................................................................................................................................................  
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán  
...............................................................................................................................................................  
...............................................................................................................................................................  
............................................................................................................................................  
...............................................................................................................................................................  
...............................................................................................................................................................  
...............................................................................................................................................................  
............................................................................................................................................  
...............................................................................................................................................................  
............................................................................................................................................  
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp..........................................................................:  
CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP  
Người hướng dẫn thứ nhất:  
Họ và tên  
:
Học hàm, học vị  
Cơ quan công tác  
:
:
Trường Đại học dân lập Hải Phòng  
Nội dung hướng dẫn :  
Toàn bộ đề tài  
Người hướng dẫn thứ hai:  
Họ và tên  
:
Học hàm, học vị  
Cơ quan công tác  
:
:
Nội dung hướng dẫn :  
Đề tài tốt nghiệp được giao ngày  
tháng năm 2018.  
Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày......tháng.......năm 2018  
Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N  
Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N  
Sinh viên  
Cán bộ hướng dẫn Đ.T.T.N  
Nguyễn Văn Linh  
Th.S Đỗ Thị Hồng Lý  
Hải Phòng, ngày........tháng........năm 2018  
HIỆU TRƯỞNG  
GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ  
PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN  
1.Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp.  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
.............................................................................................................................  
2. Đánh giá chất lượng của Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong  
nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng,  
chất lượng các bản vẽ..)  
..........................................................................................................................  
..........................................................................................................................  
..........................................................................................................................  
..........................................................................................................................  
..........................................................................................................................  
..........................................................................................................................  
3. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn  
( Điểm ghi bằng số và chữ)  
Ngày……tháng…….năm 2018  
Cán bộ hướng dẫn chính  
(Ký và ghi rõ họ tên)  
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN  
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP  
1. Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số  
liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng  
thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài.  
..........................................................................................................................  
..........................................................................................................................  
..........................................................................................................................  
..........................................................................................................................  
..........................................................................................................................  
..........................................................................................................................  
..........................................................................................................................  
..........................................................................................................................  
2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện  
( Điểm ghi bằng số và chữ)  
Ngày……tháng…….năm 2018  
Người chấm phản biện  
(Ký và ghi rõ họ tên)  
MỤC LỤC  
Chương 1 :TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY............................................................ 1  
Chương 2:CẤU TẠO CỦA THANG MÁY VÀ CÁC CHỨC NĂNG......................6  
Chương 3:THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA CHO THANG MÁY ..........24  
KẾT LUẬN…………………………………………………………………  
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………..  
DANH MỤC HÌNH  
LỜI NÓI ĐẦU  
Trong nhꢂng năm gần đây cùng với quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá  
của đất nước hàng loạt các công trình và nhà cao tâng đã được xây dựng trên khꢁp  
mọi miền đất nước và nhờ đó tháng máy, thang cuốn nói chung thang máy chở  
người riêng đã đang và sẽ được sử dụng ngày càng nhiều.  
Thang máy thường được sử dụng 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 tần suất vận chuyển lớn, đóng mở máy liên tục. Ngoài ý nghĩa vận  
chuyển, thang máy còn là một trong nhꢂng yếu tố làm tăng vꢃ đꢄp và tiện nghi của  
công trình.  
Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định, đối với các toà nhà cao 6 tầng trở  
phải được trang bị thang máy để đảm bảo cho người đi lại thuận tiện, tiết kiệm thời  
gian và tăng năng suất lao động. Với các nhà tầng có chiều cao lớn thì việc trang bị  
thang máy là bꢁt buộc để phục vụ cho việc đi lại trong toà nhà.  
Xuất phát tꢀ tầm quan trong của thang máy trong cuộc sống, sau khoảng thời  
gian học tập và rèn luyện tại trường ĐH Dân lập Hải Phòng, chuyên nghành Điện  
Tự Động CN em đã có điều kiện học hỏi và tích lũy kiến thức về chuyên nghành  
học của mình.Với mục đích ứng dụng nhꢂng kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống  
em được giao và hướng dẫn thực hiện đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển tự  
động thang máy đôi sử dụng PLC S7-300, giám sát điều khiển bꢁng WinCC”  
do Thạc sĩ Đỗ Thị Hồng Lý hướng dẫn.  
Đồ án gồm các nội dung sau:  
Chương 1: Tổng quan về thang máy  
Chương 2: Cấu tạo của thang máy và các chức năng  
Chương 3: Thiết kế hệ thống tự động hóa cho thang máy.  
1
 
CHƯƠNG 1.  
TỔNG QUAN 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 dùng vận chuyển người, hàng  
hoá, vật liệu, thực phẩm, giường bệnh, v.v… theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng  
một góc nhỏ hơn 150 so với phương thẳng đứng một tuyến đã định sẵn.  
Thang máy thường được dùng tron  
g các khách sạn, công sở, chung cư, bệnh viện, và các đài quan sát, tháp truyền  
hình trong các nhà máy, công xưởng đặc điểm vận chuyển bằng thang máy so với  
các phương tiện vận chuyển khác là thời gian một chu kỳ vận chuyển bé, tần suất  
vận chuyển lớn, đóng mở liên tục.  
Hiện nay thang máy là thiết bị rất quan trọng, đặc biệt là nhà cao tầng vì nó  
giúp người ta không phải dùng sức chân để leo cầu thang và được sử dụng thay  
1.1.2. Yêu cầu chung đối với thang máy  
Thang máy là một thiết bị vận chuyển đòi hỏi 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  
thang máy khi thiết kế, chế tạo, lꢁp đặt, vận hành, sử dụng và sửa chꢂa là phải tuân  
thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu về kỹ thuật an toàn được quy định trong  
các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm. thang máy cần phải có 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, chuông báo, bộ hãm bảo hiểm, an toàn cabin (đối trọng), công tꢁc an toàn của  
cabin, khoá an toàn cửa tầng, bộ cứu hoả khi mất điện nguồn…  
1.1.3. Vai trò của thang máy  
Thang máy là thiết bị vận tải dùng để chở hàng và người theo phương thẳng  
đứng. Sự ra đời của thang máy xuất phát tꢀ nhu cầu đi lại, vận chuyển nhanh của  
con người tꢀ vị trí thấp đến vị trí cao và ngược lại. Thang máy giúp cho việc tăng  
năng suất lao động, giảm chi phí về thời gian và sức lực lao động của con người. Vì  
vậy, thang máy được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân.  
Trong công nghiệp, thang máy dùng để vận chuyển hàng hoá, sản phẩm,  
1
       
nguyên vật liệu và đưa công nhân đến làm việc ở nhꢂng nơi có độ cao khác nhau.  
Trong một số ngành công nghiệp như khai thác hầm mỏ, xây dựng, luyện kim... thì  
thang máy đóng một vai trò quan trọng không thể thiếu được. Ngoài ra, thang máy  
còn được sử dụng rộng rãi và không kém phần quan trọng trong các nhà cao tầng,  
cơ quan, bệnh viện, khách sạn. Thang máy giúp cho con người tiết kiệm thời gian,  
sức lực, tăng năng suất công việc. Hiện nay, thang máy là một yếu tố quan trọng  
trong việc cạnh tranh xây dựng kinh doanh các hệ thống xây dựng. Về mặt giá trị  
đối với các toà nhà cao tầng, tꢀ 25 tầng trở lên thì thang máy chiếm hoảng 7-10%  
tổng giá trị công trình. Chính vì vậy, thang máy đã ra đời và phát triển rất sớm ở các  
nước tiên tiến. Các hãng thang máy lớn trên thế giới luôn tìm cách đối với sản phẩm  
để đáp ứng các yêu cầu và đòi hỏi của con người ngày một cao hơn.  
Ở Việt nam tꢀ trước tới nay, thang máy được chủ yếu sử dụng trong công  
nghiệp để chở hàng và đang ở dạng thô sơ. Trong hoàn cảnh hiện nay, nền kinh tế  
đang có bước phát triển mạnh thì nhu cầu sử dụng thang máy trong mọi lĩnh vực  
của đời sống xã hội ngày càng tăng.  
1.2. PHÂN LOẠI THANG MÁY  
Thang máy hiện nay đã được chế tạo và thiết kế rất đa dạng với nhiều kiểu loại  
khác nhau để phù hợp với tꢀng mục đích sử dụng của tꢀng công trình. Có thể phân  
loại thang máy theo các nguyên tꢁc và đặc điểm sau.  
1.2.1. Phân loại theo công dụng  
1.2.1.1. Thang máy chuyên chở người.  
Loại này để vận chuyển hành khách trong các khách sạn, công sở, nhà nghỉ,  
các khu chung cư, trường học, tháp truyền hình vv..  
1.2.1.2. Thang máy chuyên chở người có tính đến hàng đi kèm.  
Loại này thường dùng trong siêu thị  
1.2.1.3. Thang máy chuyên chở người bệnh nhân.  
Loại này dùng cho các bênh viện, các khu điều dưỡng ... Đặc điểm của nó là kích  
thước thông thuỷ cabin phải đủ lớn để chứa băng ca (cáng) hoặc giường của bênh 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 này.  
2
   
1.2.1.4. Thang máy chuyên chở hàng có người đi kèm.  
Loại này thường dùng trong các nhà máy, công xưởng, kho, thang dùng cho  
nhân viên khách sạn vv... Chủ yếu chở hàng nhưng có người đi kèm để phục vụ.  
1.2.1.5. Thang máy chuyên chở hàng không có người đi kèm.  
Loại chuyên dùng để chở vật liệu, thức ăn trong các khách sạn, nhà ăn tập  
thể... Đặc điểm của loại này là chỉ có điều khiển ở ngoài cabin. Ngoài ra còn có các  
loại thang chuyên dùng khác như: Thang máy cứu hoả, chở ôtô...  
1.2.2. Phân loại theo hệ thống dẫn động cabin  
1.2.2.1. Thang máy dẫn động điện.  
Loại này dẫn động cabin lên xuống nhờ động cơ điện truyền qua hộp giảm tốc  
puli ma sát hoặc tang cuốn cáp. Chính nhờ cabin được treo bằng cáp mà hành trình  
lên xuống của nó không bị hạn chế.  
Ngoài ra còn có loại thang dẫn động ca bin lên xuống nhờ bánh răng, thanh  
răng (chuyên dùng để chở người phục vụ xây xựng các công trình cao tầng)  
Hình 1.1. Thang máy điện có bộ tời đặt phía trên giếng thang  
a,b: Dẫn động cabin bằng puli masat  
c:Dẫn động cabin bằng tang cuốn  
3
   
1.2.2.2. Thang máy dẫn động thủy lực.  
Hình 1.2. Thang máy thủy lực  
a, Pittông đẩy trực tiếp từ đáy cabin; b, Pittông đẩy trực tiếp từ phía sau cabin  
c, Pittông kết hợp với cáp gián tiếp đẩy từ phía sau cabin  
Đặc điểm của loại này là cabin được đẩy tꢀ dười lên nhờ pít tông - xylanh  
thuỷ lực nên hành trình bị hạn chế. Hiện nay thang máy thuỷ lực với hành trình tối  
đa là 18m, vì vậy không thể trang bị cho các công trình cao tầng, mặc dù kết cấu  
đơn giản, tiết diện giếng thang nhỏ hơn khi có cùng tải trọng so với dẫn động cáp,  
chuyển động êm, an toàn, giảm đựơc chiều cao tổng thể của công trình khi có cùng  
số tầng phục vụ, vì buồng thang máy đặt ở tầng trệt.  
1.2.3. Phân loại theo vị trí đặt bộ tời treo  
Đối với thang máy điện  
Thang máy có bộ tời kéo đặt trên giếng thang (h1.1)  
Thang máy có bộ tời kéo đặt dưới giếng thang (h1.3)  
Hình 1.3. Thang máy điện có bộ tời đặt phía dưới giếng thang.  
a, cáp treo trực tiếp vào dầm trên của cabin.  
b, cáp vòng qua đáy cabin.  
Đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bằng bánh răng, thanh răng thì  
4
     
bộ tời dẫn động đặt ngay trên nóc cabin.  
Đối với thang máy thuỷ lực. Buồng máy đặt tại tầng trệt (h1.2)  
1.2.4. Phân loại theo hệ thống vận hành  
1.2.4.1. Theo mức độ tự động.  
+ Loại nửa tự động  
+ Loại tự động  
1.2.4.2. Theo tổ hợp điều khiển.  
+ Điều khiển đơn  
+ Điều khiển kép  
+ Điều khiển theo nhóm  
1.2.4.3. Theo vị trí điều khiển.  
+ Điều khiển trong ca bin  
+ Điều khiển ngoài ca bin  
+ Điều khiển cả trong và ngoài ca bin  
1.2.5. Phân loại theo các thông số cơ bản  
1.2.5.1. Theo tốc độ di chuyển của ca bin  
+ Loại tốc độ thấp: V< 1m/s  
+ Loại tốc trung bình: V=1-2,5m/s  
+ Loại tốc độ cao: V=2,5-4m/s  
+ Loại tốc độ rất cao: V> 4m/s  
1.2.5.2. Theo khối lượng vận chuyển của ca bin.  
+ Loại nhỏ: Q <500kg  
+ Loại trung bình: Q =500-1000kg  
+ Loại lớn: Q =1000-1600kg  
+ Loại rất lớn: Q >1600kg  
1.3. Nhận xét :  
Như đã trình bày ở trên thang máy ngày nay với nhiều cấu trúc đa dạng và phong  
phú lên việc chọn lựa cũng đòi hỏi khꢁt khe về kinh tế, cũng như sự an toàn cho người sử  
dụng. với sự phát triển kinh tế ở Việt Nam như hiện nay để có thể chọn lựa cấu trúc hợp lý  
em xin trình bày ở chương 2: Các chi tiết chính trong thang máy  
5
   
CHƯƠNG 2  
CẤU TẠO CỦA THANG MÁY VÀ CÁC CHỨC NĂNG  
2.1. MỘT SỐ KIỂU THANG MÁY THƯỜNG GẶP  
a,  
b,  
c,  
Hình 2.1. Sơ đồ thang máy thường gặp  
+ Thang máy có thêm puly dẫn hướng cáp đối trọng (hình 2.1 a)  
Có lꢁp thêm puly dẫn hướng (2) để dẫn hướng cáp đối trọng. sơ đồ này thường  
được dùng khi kích thước cabin lớn, cáp đối trọng không thể dẫn hướng tꢀ puly dẫn  
cáp (hoặc tang cuốn cáp) một cách trực tiếp xướng dưới  
+ Thang máy có sự bố trí bộ tời bên dưới (hình 2.1 b)  
Có bộ tời (1) được bố trí ở phần bên hông hoặc phần bên dưới cửa đáy giếng  
nhờ đó có thể làm giảm tiếng ồn của thang máy khi làm viếc. Dùng dùng sơ đồ này  
sẽ làm tăng tải trọng tꢁc dụng lên giếng thang cũng như tăng chiều dài và các điểm  
uốn của  
6
   
cáp nâng dẫn đến tăng độ mòn của cáp nâng. Kiểu bố trí bộ tời này chỉ dùng  
trong trường hợp đặc biệt khi mà buồng giếng không thể bố trí phía trên giếng thang  
và khi có yêu cầu cao về giảm độ ồn khi thang máy làm việc.  
+ Thang máy kiểu đẩy (hình 2.1 c)  
Cáp nâng (1) trên đó có treo cabin (2) được uống qua các puly (6) lꢁp trên  
khung cabin sau đó đi qua puly phía trên (3) đến puly dẫn cáp (5) của bộ tời nâng  
trọng lượng của cabin và một phần vật nâng được cân bằng bởi đối trọng (4). Các  
dây cáp của đối trọng uốn qua puly dẫn hướng phụ.  
2.2. CẤU TRÚC ĐIỂN HÌNH CỦA THANG MÁY  
2.2.1. Tổng quát về cơ khí thang máy  
Thang máy có cấu trúc phức tạp nhưng nhìn chung được cấu tạo gồm một số  
bộ phận như sau:  
+ Cơ cấu nâng hạ bao gồm:  
Đ/C KĐB đảo chiều.  
Puly (tang cuốn cáp nâng hạ).  
HT phanh giꢂ (phanh tꢀ).  
Hộp giảm tốc.  
+ Ca bin.  
+ Đối trọng.  
+ Bộ phận dẫn hướng (gồm một hệ thống ray).  
+ Bộ phận treo ca bin (hệ thống cáp).  
+ Bộ phận hạn chế tốc độ.  
+ Bộ giảm chấn đáy hầm.  
+ Hệ thống các thiết bị an toàn và phục vụ khác.  
+ Tủ điện và hệ thống điều khiển.  
Tất cả các thiết bị của thang máy đặt trong giếng buồng thang (khoảng không  
gian tꢀ trần của tầng cao nhất đến mức sâu nhất của tầng 1), trong buồng máy (trên  
sàn tầng cao nhất ) và hố buồng thang (dưới mức sàn tầng 1).  
Mỗi bộ phận chức năng đó đảm nhận một nhiệm vụ làm thang máy hoàn chỉnh  
hơn, an toàn thuận tiện hơn. Độ phức tạp của thang máy càng cao thì các bộ phận  
7
   
cấu thành càng nhiều. Do đó, khả năng chế tạo, lꢁp ráp điều chỉnh càng khó khăn  
hơn và làm ảnh hưởng tới tốc độ chính xác của thang máy.  
Hình 2.2. Kết cấu và bố trí thiết bị của thang máy  
Trong đó: 1, Đối trọng. 2, Cảm biến xác định vị trí. 3, Cabin. 4, Cáp dây  
truyền. 5, Puly. 6, Động cơ. 7, Giá treo. 8, Khung đế cabin. 9, Ray dẫn hướng. 10,  
Xích cân bằng 11, Hố giếng thang. 12, Tủ điều khiển  
Các loại thang máy hiện đại có cấu trúc phức tạp nhằm nâng cao tính tin cậy,  
an toàn và tiện lợi trong vận hành  
Kết cấu, sơ đồ bộ trí thiết bị của thang máy giới thiệu ở hình vẽ bên.  
2.2.2. Sơ bộ về chức năng của một số bộ phận  
Mỗi một bộ phận trong thang máy đều đảm nhiệm chức năng và nhiệm vụ  
khác nhau. Nhưng lại có quan hệ mật thết với nhau.  
2.2.2.1. Bộ phận lắp trong phòng điều khiển.  
8
   
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 85 trang yennguyen 19500 Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế hệ thống tự động điều khiển thang máy đôi, sử dụng PLC S7-300, giám sát điều khiển bằng WinCC", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfdo_an_thiet_ke_he_thong_tu_dong_dieu_khien_thang_may_doi_su.pdf