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 
 TRƯỜ NG 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 BẰNG 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 BẰNG 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 
MỤC LỤC .................................................................................................................... 1 
LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................. 1 
Chương 1 :TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY ............................................................ 1 
1.1. Giới thiệu chung về thang máy: ............................................................................ 1 
1.1.1. Khái niệm chung về thang máy: ........................................................................ 1 
1.1.2. Yêu cầu chung đối với thang máy ..................................................................... 1 
1.1.3. Vai trò của thang máy ........................................................................................ 1 
1.2. Phân loại thang máy .............................................................................................. 2 
1.2.1. Phân loại theo công dụng ................................................................................... 2 
1.2.2. Phân loại theo hệ thống dẫn động cabin ............................................................ 3 
1.2.3. Phân loại theo vị trí đặt bộ tời treo .................................................................... 4 
1.2.4. Phân loại theo hệ thống vận hành ...................................................................... 5 
1.3. Nhận xét : .............................................................................................................. 5 
Chương 2:CẤU TẠO CỦA THANG MÁY VÀ CÁC CHỨC NĂNG ...................... 6 
2.1. Một số kiểu thang máy thường gặp ..................................................................... 6 
2.2. Cấu trúc điển hình của thang máy. ....................................................................... 7 
2.2.1. Tổng quát về cơ khí thang máy ......................................................................... 7 
2.2.2. Sơ bộ về chức năng của một số bộ phận .......................................................... 8 
2.3. Lựa chọn thang máy ............................................................................................ 21 
2.3.1. Chọn thang máy ............................................................................................... 21 
2.3.2. Một số điểm cần lưu ý khi thiết kế thang máy ................................................ 22 
2.4. Nhận xét: ............................................................................................................. 23 
Chương 3:THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA CHO THANG MÁY .......... 24 
3.1. Yêu cầu thiết kế ................................................................................................... 24 
3.1.1. Yêu cầu an toàn ................................................................................................ 24 
3.1.2. Yêu cầu về tối ưu thuật toán ............................................................................ 25 
3.1.3. Yêu cầu về gia tốc, tốc độ, độ giật................................................................... 26 
3.1.4. Yêu cầu về dừng chính xác .............................................................................. 27 3.1.5. Yêu cầu các hệ truyền động dùng trong thang máy ........................................ 28 
3.1.6. Các tiêu chuẩn thiết kế thang máy ................................................................... 29 
3.2. Nguyên tắc sử dụng thang máy........................................................................... 29 
3.2.1. Sử dụng thang máy........................................................................................... 29 
3.2.2.Nguyên tắc hoạt động thang máy ..................................................................... 31 
3.3. Lựa chọn các thiết bị tự động hóa: ..................................................................... 35 
3.3.1. Động cơ ............................................................................................................ 35 
3.3.1.1. Tính chọn biến tần và động cơ: .................................................................... 37 
3.3.1.2 Tính chọn động cơ: ........................................................................................ 38 
3.3.2 Lựa chọn biến tần để điều khiển động cơ:....................................................... 43 
3.3.3. Một số thiết bị khác .......................................................................................... 48 
3.4. Bộ điều khiển PLC (Programmable Logic Control) Bộ điều khiển logic khả 
trình ............................................................................................................................. 50 
Chọn CPU 313C và modul mở rộng SM 323 trong đồ án ........................................ 52 
3.5 Xây dựng chương trình điều khiển ...................................................................... 53 
3.5.1 lưu đồ thuật toán ................................................................................................ 53 
3.5.2 Các đầu vào đầu ra PLC S7300 CPU 313C và modul mở rông SM323 
16in/16out ................................................................................................................... 57 
3.5.3 chương trình ...................................................................................................... 59 
3.5.4 Giao diện mô phỏng giám sát WINCC............................................................. 68 
3.5.5 Phụ lục hình ảnh ................................................................................................ 68 
KẾT LUẬN 
TÀI LIỆU THAM KHẢO .. 
 DANH MỤC HÌNH 
Hình 1.1. Thang máy điện có bộ tời đặt phía trên giếng thang ................................... 3 
Hình 1.2. Thang máy thủy lực ..................................................................................... 4 
Hình 1.3. Thang máy điện có bộ tời đặt phía dưới giếng thang.................................. 4 
Hình 2.1. Sơ đồ thang máy thường gặp ....................................................................... 6 
Hình 2.2. Kết cấu và bố trí thiết bị của thang máy ..................................................... 8 
Hình 2.3. Cơ cấu nâng .................................................................................................. 9 
Hình 2.4 Tủ điện......................................................................................................... 10 
Hình 2.5. Cabin .......................................................................................................... 10 
Hình 2.6. Ngàm dẫn hướng và rãnh trượt. ................................................................. 11 
Hình 2.7. Phanh bảo hiểm kiểu kìm. ......................................................................... 12 
Hình 2.8. Cáp thép phủ nhựa ..................................................................................... 13 
Hình 2.9. Bộ giảm chấn thủy lực và giảm chấn lò xo ............................................... 14 
Hình 2.10. Vị trí lắp đặt hệ thống giảm chấn trong giếng thang ............................... 15 
Hình 2.11. Sơ đồ các hệ thống cân bằng ................................................................... 17 
Hình 2.12. Mô hình hệ thống cảm biến cửa .............................................................. 18 
Hình 2.13. Tủ cứu hộ tự động cho thang máy ........................................................... 18 
Hình 2.14.Photocel dạng thang dùng cho thang máy ................................................ 19 
Hình 2.15 .Thắng cơ ................................................................................................... 20 
Hình 2.16 .Công tắc hành trình .................................................................................. 20 
Hình 3.1. Bộ hạn chế tốc độ ....................................................................................... 24 
Hình 3.2. Mô hình điều khiển thang máy từ bên ngoài buồng thang ....................... 30 
Hình 3.3. Bảng điều khiển trong buồng thang........................................................... 31 
Hình 3.4. Sơ đồ dừng tầng thang máy và vị trí đặt lá cờ.......................................... 32 
Hình 3.5. Sơ đồ vị trí đặt các cờ cảm biến................................................................. 33 
Hình 3.6. Sơ đồ tổng quan về điều khiển thang máy ................................................. 35 
Hình 3.7. Biểu đồ tốc độ tối ưu, biểu đồ gia tốc, biểu đồ để dật .............................. 39 
Hình 3.8. Sơ đồ khối biến tần gián tiếp ..................................................................... 44 
Hình 3.9. Sơ đồ khối của hệ biến tần động cơ và hệ thống điều khiển PLC ............ 45 
Hình 3.10. Biến tần MM440 ...................................................................................... 45