Điều khiển giám sát thang máy 4 tầng :Khóa luận tốt nghiệp Đại học khoa Công nghệ Điện

BỘ CÔNG THƯƠNG

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT

THANG MÁY 4 TẦNG

GVHD: ThS. Lê Long Hồ

SVTH: Huỳnh Sĩ Đan

MSSV: 15084751

TP.HCM, tháng 6 năm 2019

Khóa luận tốt nghiệp SV:Huỳnh Sĩ Đan_Lê Tấn Hậu

ii

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Khóa luận tốt nghiệp SV:Huỳnh Sĩ Đan_Lê Tấn Hậu

iii

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ....................................................................... 1

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY ................................................... 2

2.1 Khái niệm chung về thang máy (theo TCVN 6395:1998). ........................... 2

2.1.1 Khái niệm ............................................................................................... 2

2.1.2 Phân loại ................................................................................................. 3

2.2 Cấu trúc điển hình của thang máy. ............................................................... 4

2.2.1 Cấu trúc cơ bản của các loại thang máy ................................................. 4

2.2.2 Các bộ phận chính trong thang máy tại phòng SCADA ........................ 7

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ PLC .................................................................. 20

3.1 Tổng quan về PLC ...................................................................................... 20

3.1.1 Cấu trúc chung ..................................................................................... 20

3.1.2 Nguyên lý làm việc .............................................................................. 22

3.2 PLC FX 1N 60MR ...................................................................................... 25

3.3 PLC QCPU02H........................................................................................... 26

3.4 MẠNG CC-LINK ....................................................................................... 28

3.5 MODULE FX 2N-32 CCL MODULE TRUYỀN THÔNG MẠNG ......... 28

3.6 MODULE CC-LINK QJ61BT11N ............................................................. 31

3.7 SCADA ....................................................................................................... 35

CHƯƠNG 4: TRUYỀN THÔNG VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN .................... 37

4.1 Giới thiệu chương trình Intouch ................................................................. 37

4.1.1 Tổng quan ............................................................................................. 37

4.1.2 Yêu cầu cấu hình phần cứng và phần mềm.......................................... 37

Khóa luận tốt nghiệp SV:Huỳnh Sĩ Đan_Lê Tấn Hậu

iv

4.1.3 Các bước thiết kế giao diện và lập trình trên Intouch Wonderware .... 37

4.1.4 WindowVIEWER ................................................................................ 45

4.1.5 Tagname Dictionary ............................................................................. 46

4.2 Truyền thông, lập trình Intouch và đổ chương trình vào PLC qua phần

mềm Device Xplorer Server 5 ........................................................................................ 49

4.2.1 Thiết kế giao diện: ................................................................................ 49

4.2.2 Các khối điều khiển và sơ đồ thuật toán .............................................. 54

4.2.3 Chương trình script : ............................................................................ 59

4.2.4 Bảng tagname trong PLC ..................................................................... 76

4.2.5 Chương trình Ladder: ........................................................................... 78

4.2.6 Phần mềm giao tiếp giữa Intouch Wonderware và PLC :

DeviceXplorer OPC Server 5 .........................................................................................

83

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ...................................... 87

5.1 Kết luận ....................................................................................................... 87

5.2 Hướng phát triển ......................................................................................... 87

Khóa luận tốt nghiệp SV:Huỳnh Sĩ Đan_Lê Tấn Hậu

v

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 2. 1. Cấu trúc đồ họa mô phỏng thang máy ...................................................... 4

Hình 2. 2. Motor Om Oriental GearHead 3GN30K .................................................. 7

Hình 2. 3. Công tắc hành trình CNTD CM - 1308 .................................................... 8

Hình 2. 4. Cảm biến móng ngựa ................................................................................ 9

Hình 2. 5. Biến tần Fuji Frenic mini ........................................................................ 10

Hình 2. 6. Sơ đồ chân biến tần ................................................................................ 11

Hình 2. 7. Nguồn tổ ong .......................................................................................... 14

Hình 2. 8. CB LS ..................................................................................................... 15

Hình 2. 9. Contactor ................................................................................................ 16

Hình 2. 10. Role ....................................................................................................... 17

Hình 2. 11. Timer .................................................................................................... 18

Hình 2. 12. Timer .................................................................................................... 19

Hình 3. 1. Vòng quét PLC ....................................................................................... 24

Hình 3. 2. PLC FX 1N ............................................................................................. 25

Hình 3. 3. PLC Q02H .............................................................................................. 27

Hình 3. 4. Module FX-2N 32CCL ........................................................................... 29

Hình 3. 5. Module QJ61BT11N .............................................................................. 33

Hình 3. 6. Station No setting switch ........................................................................ 34

Hình 3. 7. Mode setting switch ................................................................................ 34

Hình 3. 8. Terminal block ........................................................................................ 35

Hình 4. 1. Màn hình window mở Intouch ............................................................... 38

Hình 4. 2. Cửa sổ tạo project Intouch ...................................................................... 38

Hình 4. 3. Cửa sổ tạo project Intouch ..................................................................... 39

Hình 4. 4. Cửa sổ tạo project Intouch ...................................................................... 40

Hình 4. 5. Cửa sổ tạo project Intouch ...................................................................... 40

Khóa luận tốt nghiệp SV:Huỳnh Sĩ Đan_Lê Tấn Hậu

vi

Hình 4. 6. Cửa sổ tạo project Intouch ...................................................................... 41

Hình 4. 7. Project mới đã được tạo .......................................................................... 42

Hình 4. 8. Màn hình làm việc của Window Marker ................................................ 42

Hình 4. 9. Thanh Drawwing .................................................................................... 43

Hình 4. 10. Cửa sổ Wizard Selection ...................................................................... 44

Hình 4. 11. Cửa sổ Window Viewer ....................................................................... 45

Hình 4. 12. Cửa sổ Window Viewer ....................................................................... 46

Hình 4. 13. Tagname Dictionary ............................................................................. 48

Hình 4. 14. Tag Types ............................................................................................. 48

Hình 4. 15. Cửa sổ làm việc lập trình ...................................................................... 49

Hình 4. 16. Giao diện chi tiết .................................................................................. 51

Hình 4. 17. Giao diện Main ..................................................................................... 52

Hình 4. 18. Giao diện thang máy ............................................................................. 53

Hình 4. 19. Lưu đồ thuật toán tổng quát .................................................................. 56

Hình 4. 20. Lưu đồ thuật toán nút bấm ở tầng ......................................................... 58

Hình 4. 21. Cách thức giao tiếp qua OPC ............................................................... 83

Hình 4. 22. Chia sẻ dữ liệu qua OPC....................................................................... 84

Hình 4. 23. Giao diện chính OPC ............................................................................ 85

Hình 4. 24. Creat Project OPC ................................................................................ 85

Hình 4. 25. Giao diện chính của Project .................................................................. 86

Hình 4. 26. Các tag được tạo ................................................................................... 86

Khóa luận tốt nghiệp SV:Huỳnh Sĩ Đan_Lê Tấn Hậu

vii

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 2. 1. Bảng thông số biến tần Fuji Frenic Mini ............................................... 13

Bảng 3. 1. Bảng thông số FX-2N 32CCL ............................................................... 31

Bảng 4. 1. Bảng tagname ngõ vào ............................................................................. 2

Bảng 4. 2. Bảng tagname ngõ ra .............................................................................. 77

Khóa luận tốt nghiệp SV:Huỳnh Sĩ Đan_Lê Tấn Hậu

1

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Qua hơn 30 năm đổi mới hội nhập của đất nước (kể từ năm 1986), bộ mặt đất nước

ngày càng tươi mới thay đổi theo xu hướng của toàn cầu. Đất nước phát triển gắn liền mật

thiết với quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa. Và hiện tại lĩnh vực Tự Động Hóa Công

Nghiệp đang phát triển mạnh mẽ hướng đến cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.

Cùng với sự phát triển đó, ngày càng xuất hiện nhiều công trình xây dựng cao tầng đồ

sộ: những cao ốc thương mại, nhà hàng, khách sạn hiện đại theo tiêu chuẩn quốc tế, và cả

những siêu thị, bệnh viện để thích ứng với sự công nghiệp hóa và đô thị hóa hiện tại khiến

mật độ dân số ngày càng cao mà diện tích ngày càng chật hẹp ở đô thị. Đó là một qui luật

phát triển hiển nhiên. Đi đôi với sự phát triển này là nhu cầu về thiết bị chuyển tải hàng

hoá và con người theo “độ cao”. Thiết bị hiện đại đó chính là Thang máy.

Thang máy phục vụ con người, tải hàng hoá, một phần thể hiện bộ mặt hiện đại của

một đất nước. Chính vì vậy, nó có vai trò không kém phần quan trọng. Nó quyết định giờ

giấc làm việc, năng suất lao động, và rất tiện lợi cho việc di chuyển lên xuống ở các toà

nhà cao tầng….Vì thang máy đòi hỏi sự chính xác, mức độ an toàn cao nên nó phải được

điều khiển và giám sát theo một tiêu chuẩn nghiêm ngặt.

Hiện nay ngành thang máy với trang thiết bị ngoại nhập ở mức hợp tác với nước

ngoài lắp đặt các thang máy với trang thiết bị ngoại nhập. Trong tương lai, em tin tưởng

rằng nó sẽ phát triển hơn nữa. Đó là lý do em xin được nghiên cứu về “điều khiển giám

sát thang máy 4 tầng”.

Khóa luận tốt nghiệp SV:Huỳnh Sĩ Đan_Lê Tấn Hậu

2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY

2.1 Khái niệm chung về thang máy (theo TCVN 6395:1998).

2.1.1 Khái niệm

Thang máy là một thiết bị nâng hạ, lắp đặt cố định, phục vụ cho những tầng dừng

xác định, có cabin được thiết kế chở người hoặc hàng có hoặc không có người đi kèm,

được treo bằng cáp hoặc xích, di chuyển theo rail dẫn hướng theo phương thẳng đứng

hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 15 độ so với phương thẳng đứng theo một tuyến đã định

sẵn.

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… Đặc điểm của vận

chuyển bằng thang máy so với các phương tiện vận chuyển khác là thời gian của một chu

kỳ 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.

Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định: đối với các nhà cao 6 tầng trở lên đều

phải được trang bị bằng thang máy để đảm bảo cho người đi lại thuận tiện, tiết kiệm thời

gian và tăng năng suất lao động. Giá thành của thang máy trang bị cho công trình so với

tổng giá thành của công trình chiếm khoảng 6% đến 7% là hợp lý.

Đối với những công trình đặc biệt như bệnh viện, nhà máy, khách sạn… tuy số

tầng

nhỏ hơn 6 nhưng do yêu cầu phục vụ nên vẫn phải được trang bị thang máy. Với các nhà

nhiều tầng có chiều cao lớn thì việc trang bị thang máy là bắt buộc để phục vụ việc đi lại

trong nhà. Nếu vấn đề vận chuyển người trong những toà nhà này không được giải quyết

thì các dự án xây dựng nhà cao tầng không thành hiện thực.

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, lắp đặt, vận hành, sử dụng và sửa chữa là phải tuân thủ một cách

Khóa luận tốt nghiệp SV:Huỳnh Sĩ Đan_Lê Tấn Hậu

3

nghiêm ngặt các yêu cầu về kỹ thuật an toàn được quy định trong các tiêu chuẩn, quy

trình, quy phạm.

Thang máy có cabin đẹp, sang trọng, thông thoáng, êm dịu thì chưa đủ điều kiện để

đưa vào sử dụng mà 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, công tác an toàn cabin, khoá an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất điện

nguồn…

2.1.2 Phân loại

Phân loại theo chức năng:

- Thang máy chuyên chở người

- Thang máy chuyên chở hàng

- Thang máy bệnh viện

Phân loại theo hệ thống dẫn động:

- Thang máy dẫn động điện

- Thang máy thủy lực

- Thang máy khí nén

Phân loại theo hệ thống điều khiển:

- Điều khiển bằng Relay

- Điều khiển bằng PLC

- Điều khiển bằng máy tính

Phân loại theo trọng tải:

- Thang máy loại nhỏ Q<160kg

- Thang máy trung bình Q= 500 – 2000 Kg

- Thang máy loại lớn Q>2000kg

Phân loại theo tốc độ:

- Thang máy tốc độ chậm V=0,5m/s

- Thang máy tốc độ trung bình V=2.5 -5m/s