lập trình PLC S7-300 của hãng Sicmens

§å ¸n tèt nghiÖp  Bé m«n T§H

Lêi nãi ®Çu

Trong c«ng cuéc x©y dùng XHCN , ®Êt níc ta sau chiÕn tranh ®ang bíc

vµo thêi kú x©y dùng vµ ®æi míi nÕu trªn thÕ giíi tù ®éng ho¸ lµ sù lùa chän

kh«ng tr¸nh khái trong mäi lÜnh vùc cña nghµnh kinh tÕ quèc d©n nh»m t¹o ra

x¶n phÈm cã chÊt lîng cao cho x· héi vµ kh¶ n¨ng c¹nh tranh m¹nh mÏ trªn

thÞ trêng, ch¾c ch¾n ë ViÖt nam nã sÏ trë thµnh mét c«ng cô ®Æc biÖt quan

träng trong c«ng cuéc khoa häc kü thuËt ë níc ta hiÖn nay vµ sau nµy. Nã lµ

mét phÇn môc tiªu c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸ mµ ®¶ng vµ nhµ níc ®· ®Ò ra

®Ó x©y dùng ®Êt níc tiÕn lªn giµu m¹nh. Nhu cÇu n©ng cao n¨ng suÊt vµ chÊt l￾îng s¶n phÈm ngµy cµng ®ßi hái øng dông réng r·i c¸c ph¬ng tiÖn tù ®éng

ho¸. Xu híng t¹o ra c¸c d©y chuyÒn vµ thiÕt bÞ tù ®éng cã tÝnh linh ho¹t cao

®ang h×nh thµnh v× thÕ ngµy cµng t¨ng nhanh nhu cÇu øng dông gãp phÇn lµm

vµo ®Ó ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh s¶n xuÊt lµm t¨ng n¨ng suÊt vµ h¹ gi¸ thµnh s¶n

phÈm. Muèn lµm viÖc ®iÒu ®ã ®ßi hái ph¶i cã mét ®éi ngò kü s chuyªn ngµnh

n¾m v÷ng vµ biÕt c¸ch lËp tr×nh ®iÒu khiÓn n¾m b¾t ®îc ®iÒu ®ã ®¶ng vµ nhµ n￾íc ®· t×m mäi c¸ch ®Ó ®µo t¹o ®îc mét mét ®éi ngò tri thøc b»ng viÖc hµng

n¨m ®µo t¹o ra hµng tr¨m kü s ®iÖn chuyªn ngµnh tù ®éng ho¸ ë c¸c trêng ®¹i

häc kü thuËt .

Víi t c¸ch lµ mét sinh viªn n¨m cuèi cïng cña truyªn ngµnh ®iÖn tù ®«ng

ho¸ , ®Ó chuÈn bÞ cho c«ng viÖc ra trêng vµ ®i x©y dùng ®Êt níc . Em ®· ®îc

nhµ trêng giao cho ®Ò tµi nghiªn cøu øng dông PLC vµo ®iÒu khiÓn thang m¸y

®Ó lµm ®å ¸n tèt nghiÖp . §Ò tµi cña em gåm 3 phÇn :

PhÇn I : Tæng quan vÒ thang m¸y

PhÇn II : Tæng quan vÒ PLC

PhÇn III: Nghiªn cøu vµ øng dông PLC vµo ®iÒu khiÓn thang m¸y

Trong ®å ¸n tèt nghiÖp nµy chØ tËp trung nghiªn cøu sö dông bé ®iÒu khiÓn

lËp tr×nh PLC S7-300 cña h·ng Sicmens (§øc) ®Ó ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng

thang m¸y 7 tÇng

Sau thêi gian t×m hiÓu vµ b¾t tay vµo viÖc víi sù nç lùc cña b¶n th©n . §Æc

biÖt lµ sù híng dÉn , gióp ®ì tËn t×nh cña thÇy gi¸o L©m Hïng S¬n. Nay em ®·

hoµn thµnh toµn bé nh÷ng néi dung , yªu cÇu cña ®Ò tµi .

Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy gi¸o híng dÉn L©m Hïng S¬n ®· gióp ®ì

vµ t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi ®Ó em hoµn thµnh b¶n ®å ¸n nµy .

Hoµng V¨n Linh Líp K36IB Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn - 1 -

§å ¸n tèt nghiÖp  Bé m«n T§H

Do tr×nh ®é cßn non trÎ vÒ kiÕn thøc trong nghÒ nghiÖp , kinh nghiÖm

trong thùc tÕ cßn h¹n chÕ , thêi gian cã nªn b¶n ®å ¸n cña em sÏ kh«ng tr¸nh

khái nh÷ng sai sãt . Em rÊt mong ®îc sù ®ãng gãp ý kiÕn vµ sù gióp ®ì cña

thÇy gi¸o , b¹n ®äc ®èi víi ®å ¸n nµy .

Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n !

Th¸i Nguyªn ngµy 20/06/2005

Sinh viªn thiÕt kÕ

Hoµng V¨n Linh

Hoµng V¨n Linh Líp K36IB Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn - 2 -

§å ¸n tèt nghiÖp  Bé m«n T§H

PhÇn I

Tæng quan vÒ thang m¸y

Hoµng V¨n Linh Líp K36IB Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn - 3 -

§å ¸n tèt nghiÖp  Bé m«n T§H

Ch¬ng I

Giíi thiÖu chung vÒ thang m¸y

1.1 Vai trß cña thang m¸y.

Thang m¸y lµ thiÕt bÞ vËn t¶i dïng ®Ó chë hµng vµ chë ngêi theo ph¬ng

th¼ng ®øng. Nã lµ mét lo¹i h×nh m¸y n©ng chuyÓn ®îc sö dông trong c¸c

ngµnh s¶n xuÊt cña nÒn kinh tÕ quèc d©n nh trong ngµnh khai th¸c hÇm má,

trong ngµnh x©y dùng, luyÖn kim, c«ng nghiÖp nhÑ ... Nã ®· thay thÕ cho søc

lùc cña con ngêi vµ ®em l¹i n¨ng suÊt lao ®éng cao. Trong sinh ho¹t d©n

dông, thang m¸y còng ®îc sö dông réng r·i ë c¸c nhµ lµm viÖc cao tÇng, c¬

quan, kh¸ch s¹n ... Thang m¸y ®· trë thµnh mét vÊn ®Ò quan träng trong c¹nh

tranh x©y dùng vµ chiÕm mét chi phÝ t¬ng ®èi lín. Trong c¸c hÖ thèng dÞch vô,

b¸n hµng viÖc cã mét thang m¸y tèt, ®Ñp, tiÖn lîi ®Ó phôc vô còng lµ mét yÕu

tè thu hót kh¸ch hµng .

1.2 ph©n lo¹i thang m¸y.

Tuú thuéc vµo c¸c chøc n¨ng, thang m¸y cã thÓ ph©n lo¹i theo c¸c nhãm sau:

1.2.1 Ph©n lo¹i theo chøc n¨ng:

a. Thang m¸y chë ngêi:

- Thang m¸y chë ngêi trong c¸c nhµ cao tÇng : Cã tèc ®é chËm hoÆc

trung b×nh, ®ßi hái vËn hµnh ªm, yªu cÇu an toµn cao vµ cã tÝnh mü thuËt.

- Thang m¸y dïng trong c¸c bÖnh viÖn: §¶m b¶o tuyÖt ®èi an toµn, tèi u

vÒ tèc ®é di chuyÓn vµ cã tÝnh u tiªn ®¸p øng ®óng c¸c yªu cÇu cña bÖnh viÖn.

- Thang m¸y dïng trong c¸c hÇm má, xÝ nghiÖp: §¸p øng ®îc c¸c ®iÒu

kiÖn lµm viÖc nÆng nÒ trong c«ng nghiÖp nh t¸c ®éng m«i trêng vÒ ®é Èm,

nhiÖt ®é, thêi gian lµm viÖc, ¨n mßn ...

b. Thang m¸y chë hµng:

§îc sö dông réng r·i trong c«ng nghiÖp, ngoµi ra nã cßn ®îc dïng trong

nhµ ¨n, th viÖn ... Lo¹i nµy cã ®ßi hái cao vÒ viÖc dõng chÝnh x¸c buång thang

®Ó ®¶m b¶o hµng ho¸ lªn xuèng dÔ dµng, t¨ng n¨ng suÊt lao ®éng.

1.2.2 Ph©n lo¹i theo tèc ®é di chuyÓn:

- Thang m¸y tèc ®é chËm v = 0,5 m/s : HÖ truyÒn ®éng buång thang th￾êng sö dông ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r«to lång sãc hoÆc d©y quÊn, yªu cÇu vÒ

dõng chÝnh x¸c kh«ng cao.

- Thang m¸y tèc ®é trung b×nh v = (0,75 ÷ 1,5) m/s : Thêng sö dông

trong c¸c nhµ cao tÇng, hÖ truyÒn ®éng buång thang lµ truyÒn ®éng mét chiÒu.

Hoµng V¨n Linh Líp K36IB Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn - 4 -

§å ¸n tèt nghiÖp  Bé m«n T§H

- Thang m¸y cao tèc v = (2,5 ÷5) m/s : Sö dông hÖ truyÒn ®éng mét chiÒu

hoÆc truyÒn ®éng bé biÕn tÇn - ®éng c¬ xoay chiÒu ba pha, hÖ thèng ®iÒu

khiÓn sö dông c¸c phÇn tö c¶m biÕn phi tiÕp ®iÓm, c¸c phÇn tö ®iÒu khiÓn

l«gic, c¸c vi m¹ch cì lín lËp tr×nh ®îc hoÆc c¸c bé vi xö lý.

1.2.3 Ph©n lo¹i theo träng t¶i:

- Thang m¸y lo¹i nhá Q < 160kG.

- Thang m¸y trung b×nh Q = 500 ÷ 200kG.

- Thang m¸y lo¹i lín Q > 2000 kG.

1.3 s¬ lîc sù ph¸t triÓn thang m¸y ë viÖt nam.

Nh ®· tr×nh bµy ë trªn, tríc ®©y thang m¸y ë ViÖt nam ®Òu do Liªn x« cò

vµ mét sè níc §«ng ©u cung cÊp. Chóng ®îc sö dông ®Ó vËn chuyÓn trong

c«ng nghiÖp vµ chë ngêi trong c¸c nhµ cao tÇng; tuy nhiªn sè lîng cßn rÊt

khiªm tèn. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, do nhu cÇu thang m¸y t¨ng m¹nh, mét

sè h·ng thang m¸y ®· ra ®êi nh»m cung cÊp, l¾p ®Æt thiÕt bÞ thang m¸y theo

hai híng lµ:

1. NhËp thiÕt bÞ toµn bé cña c¸c h·ng níc ngoµi; thiÕt bÞ ho¹t ®éng tèt, tin

cËy; nhng víi gi¸ thµnh rÊt cao.

2. Trong níc tù chÕ t¹o phÇn ®iÒu khiÓn vµ mét sè phÇn c¬ khÝ ®¬n gi¶n

kh¸c.

Bªn c¹nh ®ã, mét sè h·ng thang m¸y næi tiÕng ë c¸c níc ®· giíi thiÖu vµ

b¸n s¶n phÈm cña m×nh vµo ViÖt nam nh : OTISW (Hoa kú), NIPPON (NhËt

b¶n), HUYNDAI (Hµn quèc). VÒ c«ng nghÖ th× c¸c h·ng lu«n ®æi míi cßn

mÉu th× phæ biÕn ë hai d¹ng:

a. HÖ thèng truyÒn ®éng dïng ®éng c¬ ®iÖn víi ®èi träng th«ng thêng.

b. HÖ thèng n©ng h¹ buång thang b»ng thuû lùc.

C¸c hÖ thèng thang m¸y truyÒn ®éng b»ng ®éng c¬ ®iÖn hiÖn ®¹i phæ

biÕn lµ dïng kü thuËt vi xö lý kÕt hîp víi ®iÒu khiÓn v« cÊp tèc ®é ®éng c¬

®iÖn.

1.4 kÕt cÊu cña thang m¸y.

KÕt cÊu , s¬ ®å bè trÝ thiÕt bÞ cña thang m¸y giíi thiÖu trªn h×nh 1-1.

Hè giÕng cña thang m¸y 11 lµ kho¶ng kh«ng gian tõ mÆt b»ng sµn tÇng 1

cho ®Õn ®¸y giÕng. NÕu hè giÕng cã ®é s©u h¬n 2 mÐt th× ph¶i lµm thªm cöa ra

vµo. §Ó n©ng- h¹ buång thang, ngêi ta dïng ®éng c¬ 6. §éng c¬ 6 ®îc nèi trùc

tiÕp víi c¬ cÊu n©ng hoÆc qua hép gi¶m tèc. NÕu nèi trùc tiÕp, buång thang

m¸y ®îc n©ng qua puli quÊn c¸p. NÕu nèi gi¸n tiÕp th× gi÷a puli cuèn c¸p vµ

®éng c¬ cã n¾p hép gi¶m tèc 5 víi tû sè truyÒn i = 18 ÷ 120.

Hoµng V¨n Linh Líp K36IB Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn - 5 -

§å ¸n tèt nghiÖp  Bé m«n T§H

Cabin 1 ®îc treo lªn puli quÊn c¸p b»ng kim lo¹i 8 (thêng dïng 1 ®Õn 4

sîi c¸p). Buång thang lu«n ®îc gi÷ theo ph¬ng th¼ng ®øng nhê cã ray dÉn h￾íng 3 vµ nh÷ng con trît dÉn híng 2 (con trît lµ lo¹i puli trît cã bäc cao su bªn

ngoµi). §èi träng di chuyÓn däc theo chiÒu cao cña thµnh giÕng theo c¸c thanh

dÉn híng 6.

Hoµng V¨n Linh Líp K36IB Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn - 6 -

§å ¸n tèt nghiÖp  Bé m«n T§H

H×nh 1-1: KÕt cÊu c¬ khÝ cña thang m¸y.

Hoµng V¨n Linh Líp K36IB Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn - 7 -

1. Cabin

2. Con trît dÉn híng Cabin

3. Ray dÉn híng Cabin

4. Thanh kÑp t¨ng c¸p

5. Côm ®èi träng

6. Ray dÉn híng ®èi träng

7. ô dÉn híng ®èi träng

8. C¸p t¶i

9. Côm m¸y

10. Cöa xÕp Cabin

11. Chªm chèng r¬i

12. C¬ cÊu chèng r¬i

13. Gi¶m chÊn

14. Thanh ®ì

15. KÑp ray Cabin

16. G¸ ray Cabin

17. Bu l«ng b¾t g¸ ray

18. G¸ ray ®èi träng

19. KÑp ray ®èi träng

§å ¸n tèt nghiÖp  Bé m«n T§H

1.5 Chøc n¨ng cña mét sè bé phËn trong thang m¸y.

1.5.1 Cabin:

Lµ mét phÇn tö chÊp hµnh quan träng nhÊt trong thang m¸y , nã sÏ lµ n¬i

chøa hµng , chë ngêi ®Õn c¸c tÇng , do ®ã ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu ®Ò ra vÒ

kÝch thíc, h×nh d¸ng , thÈm mü vµ c¸c tiÖn nghi trong ®ã.

Ho¹t ®éng cña cabin lµ chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn lªn xuèng dùa trªn ®êng tr￾ît, lµ hÖ thèng hai d©y dÉn híng n»m trong mét ph¼ng ®Ó ®¶m b¶o chuyÓn

®éng ªm nhÑ , chÝnh x¸c kh«ng dung dËt trong cabin trong qu¸ tr×nh lµm viÖc.

§Ó ®¶m b¶o cho cabin ho¹t ®éng ®Òu c¶ trong qu¸ tr×nh lªn vµ xuèng , cã t¶i

hay kh«ng cã t¶i ngêi ta xö dông mét ®èi träng cã chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn trªn

hai thanh kh¸c ®ång ph¼ng gièng nh cabin nhng chuyÓn ®éng ngîc chiÒu víi

cabin do c¸p ®îc v¾t qua puli kÐo.

Do träng lîng cña cabin vµ träng lîng cña ®èi träng ®· ®îc tÝnh to¸n tû lÖ

vµ kü lìng cho nªn mÆc dï chØ v¾t qua puli kÐo còng kh«ng x¶y ra hiÖn tîng

trît trªn pulicabin,hép gi¶m tèc ®èi träng t¹o nªn mét c¬ hÖ phèi hîp chuyÓn

®éng nhÞp nhµng do phÇn kh¸c ®iÒu chØnh ®ã lµ ®éng c¬.

1.5.2 §éng c¬:

Lµ kh©u dÉn ®éng hép gi¶m tèc theo mét vËn tèc quy ®Þnh lµm quay puli

kÐo cabin lªn xuèng. §éng c¬ ®îc sö dông trong thang m¸y lµ ®éng c¬ 3

phar«to d©y quÊn hoÆc r«to lång sãc , v× chÕ ®é lµm viÖc cña thang m¸y lµ

ng¾n h¹n lÆp l¹i céng víiyªu cÇu sö dông tèc ®é, momen ®éng c¬ theo mét

d¶i nµo ®ã cho ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ kinh tÕ vµ c¶m gi¸c cña ngêi ®i thang

m¸y.§éngc¬ lµ mét phÇn tö quan träng ®îc ®iÒu chØnh phï hîp víi yªu cÇu

nhê mét hÖ thèng ®iÖn tö ë bé xö lý trung t©m.

1.5.3 Phanh:

Lµ kh©u an toµn , nã thùc hiÖn nhiÖm vô gi÷ cho cabin ®øng im ë c¸c vÞ

trÝ dõng tÇng, khèi t¸c ®éng lµ hai m¸ phanh sÏ kÑp lÊy tang phanh, tang phanh

g¾n g¾n ®ång trôc víi trôc ®éng c¬. Ho¹t ®éng ®ãng më cña phanh ®îc phèi

hîp nhÞp nhµng víi qu¸ tr×nh lµm viÖc cña ®«ng c¬.

1.5.4 §éng c¬ cöa:

Lµ ®éng c¬ mét chiÒu hay xoay chiÒu t¹o ra momen më cöa cabin kÕt

hîp víi më cöa tÇng . Khi cabin dõng ®óng tÇng , r¬le thêi gian sÏ ®ãng m¹ch

®iÒu khiÓn ®éng c¬ më cöa tÇng ho¹t ®éng theo mét quy luËt nhÊt ®inhj sÏ

®¶m b¶o qu¸ tr×nh ®ãng më ªm nhÑ kh«ng cã va ®Ëp. NÕu kh«ng may mét vËt

g× ®ã hay ngêi kÑp gi÷a cöa tÇng ®ang ®ßng th× cöa sÏ më tù ®éng nhê bé phËn

®Æc biÖt ë gê cöa cã g¨n ph¶n håi víi ®éng c¬ qua bé xö lý trung t©m.

Hoµng V¨n Linh Líp K36IB Trêng §¹i häc KTCN Th¸i Nguyªn - 8 -