Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong xu thế phát triển của công nghiệp và xây dựng hiện đại, các công trình cao tầng như chung cư, khách sạn, bệnh viện, trung tâm thương mại và tháp văn phòng xuất hiện với mật độ ngày càng lớn. Trong các tòa nhà này, hệ thống thang máy đóng vai trò là huyết mạch giao thông trục đứng, quyết định trực tiếp đến khả năng vận hành, lưu thông người và hàng hóa, cũng như năng suất lao động. Theo thống kê thực tiễn được tác giả nêu ra, chi phí đầu tư cho hệ thống thang máy thông thường chiếm khoảng 6% đến 7% giá trị công trình, và có thể lên tới 7% đến 10% đối với các công trình quy mô từ 25 tầng trở lên.
Sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật vi xử lý và điều khiển số đã dẫn đến việc thay thế các hệ thống điều khiển rơle - công tắc tơ truyền thống cồng kềnh, kém linh hoạt bằng các bộ điều khiển logic khả trình (PLC) kết hợp hệ thống giám sát SCADA. Bộ điều khiển PLC giúp nâng cao độ tin cậy, độ an toàn nghiêm ngặt, tối ưu hóa kích thước tủ điện, dễ dàng lập trình và bảo trì. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn và chuyên môn đào tạo ngành kỹ thuật, tác giả Đào Nhất Khang (Khoa Điện – Điện tử – Viễn thông, Trường Đại học Kỹ thuật – Công nghệ Cần Thơ) đã thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: "Lập trình mô phỏng hệ thống thang máy 4 tầng sử dụng PLC S7 - 1200", dưới sự hướng dẫn của ThS. Võ Minh Thiện.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án bao gồm các nội dung cụ thể sau:
- Nghiên cứu tổng quan về lịch sử phát triển, cấu tạo cơ khí, nguyên lý truyền động điện và các tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn của hệ thống thang máy chở người và hàng.
- Tìm hiểu cấu trúc phần cứng, nguyên lý hoạt động, chu trình quét và tập lệnh lập trình của dòng PLC Siemens SIMATIC S7-1200 cùng môi trường tích hợp TIA Portal V15.
- Thiết kế giải thuật điều khiển tối ưu cho mô hình thang máy 4 tầng (xử lý gọi tầng trong cabin, gọi tầng ngoài hành lang, nhận diện chiều di chuyển, đóng/mở cửa tự động và định vị buồng thang).
- Phân bổ địa chỉ biến vào/ra (I/O Mapping), lập trình chương trình điều khiển logic trên PLC bằng ngôn ngữ LAD (Ladder Logic) với cấu trúc khối hàm (OB, FC).
- Thiết kế giao diện mô phỏng điều khiển và giám sát trực quan (SCADA/HMI) để kiểm tra, đánh giá hoạt động của toàn bộ hệ thống thang máy 4 tầng.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Giải thuật điều khiển, chương trình lập trình logic và giao diện giám sát cho hệ thống thang máy 4 tầng.
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu dừng lại ở mức độ tính toán lý thuyết, lập trình phần mềm điều khiển trên nền tảng PLC Siemens S7-1200 (CPU 1212C DC/DC/DC) và mô phỏng trên phần mềm TIA Portal V15, chưa triển khai chế tạo mô hình phần cứng vật lý thực nghiệm.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và mô hình tính toán
Đề tài dựa trên cơ sở lý thuyết truyền động điện và tự động hóa công nghiệp:
- Cơ sở động lực học và kết cấu thang máy: Phân tích lực kéo, đối trọng, phanh hãm và hệ thống cơ khí buồng thang. Trong đó, khối lượng đối trọng cân bằng được xác định theo mô hình tính toán:
$$\text{Khối lượng đối trọng} = \text{Khối lượng buồng thang} + 70% \times \text{Khối lượng tải trọng lớn nhất}$$
- Lý thuyết dừng chính xác buồng thang: Phân tích chuyển động hãm dừng khi đầy tải và không tải. Để đảm bảo độ êm dịu và chính xác, hệ thống tính toán một nửa hiệu số của hai quãng đường trượt khi phanh buồng thang theo cùng hướng chuyển động, chịu tác động bởi mômen phanh, mômen quán tính và tốc độ bắt đầu hãm.
- Nguyên lý cảm biến vị trí phi tiếp điểm: Phân tích hoạt động của cảm biến cảm ứng điện từ dựa trên hàm điện cảm cuộn dây $L = f(s)$ khi mạch từ chuyển từ trạng thái hở sang kín nhờ thanh dẫn từ gắn trên cabin, kết hợp mạch cộng hưởng với tụ điện $C$ để đóng ngắt tín hiệu rơle tầng an toàn.
- Lý thuyết điều khiển khả trình (PLC): Nguyên lý hoạt động theo chu trình quét lặp (Scan Cycle) tuần tự gồm: Đọc dữ liệu ngõ vào số đưa vào bộ đệm ảo $\rightarrow$ Thực thi chương trình logic người dùng từ lệnh đầu đến lệnh cuối $\rightarrow$ Cập nhật dữ liệu từ bộ đệm ảo ra cổng xuất số $\rightarrow$ Thực hiện truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi hệ thống.
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân tích - tổng hợp lý thuyết: Khảo sát, hệ thống hóa các tài liệu chuyên ngành về kỹ thuật thang máy, các hệ truyền động xoay chiều, một chiều, biến tần (Inverter), điều khiển vector, cùng tài liệu kỹ thuật phần cứng của dòng PLC S7-1200 của hãng Siemens.
- Phương pháp thiết kế kỹ thuật và mô hình hóa giải thuật: Xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển tuần tự cho hệ thống thang máy 4 tầng dựa trên các điều kiện ràng buộc liên động an toàn (công tắc hành trình cửa, cảm biến vị trí sàn tầng, trạng thái cabin).
- Phương pháp mô phỏng và kiểm thử phần mềm: Ứng dụng phần mềm TIA Portal V15 để cấu hình thiết bị, ánh xạ địa chỉ bảng tag vào/ra, biên dịch mã nguồn LAD và liên kết biến giám sát SCADA phục vụ kiểm thử chu trình vận hành.
Thiết kế và triển khai
Hệ thống được thiết kế theo cấu trúc điều khiển tự động hóa gồm ba phần chính: cấu hình phần cứng điều khiển, cấu trúc chương trình phần mềm và giao diện giám sát SCADA.
Cấu hình phần cứng PLC
Đề tài lựa chọn bộ điều khiển lập trình Siemens SIMATIC S7-1200 với mã CPU 1212C DC/DC/DC, tích hợp sẵn nguồn cấp 24 VDC, ngõ vào số dạng DC và ngõ ra số dạng Transistor bán dẫn. Cấu hình hỗ trợ giao tiếp qua cổng PROFINET tích hợp sẵn (hỗ trợ TCP/IP, ISO-on-TCP) và khả năng mở rộng tối đa 3 module truyền thông (CM RS232/RS485) cùng các bo mạch tín hiệu SB/SM.
Phân bổ bảng địa chỉ đầu vào/đầu ra (I/O Mapping)
Hệ thống thang máy 4 tầng sử dụng 15 ngõ vào số (Digital Inputs) và 4 ngõ ra số (Digital Outputs), được cấu hình chi tiết theo bảng sau:
| STT |
Tên Tag (Biến) |
Định dạng |
Địa chỉ PLC |
Chức năng chi tiết trong hệ thống |
| Đầu vào số (Inputs) |
|
|
|
|
| 1 |
I_F1_Up |
Bool |
%I0.0 |
Nút ấn gọi thang đi lên tại Tầng 1 |
| 2 |
I_F2_Up |
Bool |
%I0.1 |
Nút ấn gọi thang đi lên tại Tầng 2 |
| 3 |
I_F3_Up |
Bool |
%I0.2 |
Nút ấn gọi thang đi lên tại Tầng 3 |
| 4 |
I_F2_Down |
Bool |
%I0.3 |
Nút ấn gọi thang đi xuống tại Tầng 2 |
| 5 |
I_F3_Down |
Bool |
%I0.4 |
Nút ấn gọi thang đi xuống tại Tầng 3 |
| 6 |
I_F4_Down |
Bool |
%I0.5 |
Nút ấn gọi thang đi xuống tại Tầng 4 |
| 7 |
I_Inside_F1 |
Bool |
%I0.6 |
Nút ấn gọi Tầng 1 bên trong cabin |
| 8 |
I_Inside_F2 |
Bool |
%I0.7 |
Nút ấn gọi Tầng 2 bên trong cabin |
| 9 |
I_Inside_F3 |
Bool |
%I1.0 |
Nút ấn gọi Tầng 3 bên trong cabin |
| 10 |
I_Inside_F4 |
Bool |
%I1.1 |
Nút ấn gọi Tầng 4 bên trong cabin |
| 11 |
I_Inside_Door Open |
Bool |
%I1.2 |
Nút ấn mở cửa nhanh bên trong cabin |
| 12 |
I_Inside_Door Close |
Bool |
%I1.3 |
Nút ấn đóng cửa nhanh bên trong cabin |
| 13 |
I_Cabin_Position |
Bool |
%I1.4 |
Cảm biến phát hiện vị trí buồng thang tại các tầng |
| 14 |
I_Door Opened |
Bool |
%I1.5 |
Công tắc hành trình giới hạn cửa đã mở hoàn toàn |
| 15 |
I_Door Closed |
Bool |
%I1.6 |
Công tắc hành trình giới hạn cửa đã đóng hoàn toàn |
| Đầu ra số (Outputs) |
|
|
|
|
| 1 |
Q_Door_Open |
Bool |
%Q0.0 |
Tín hiệu kích động cơ mở cửa buồng thang |
| 2 |
Q_Door_close |
Bool |
%Q0.1 |
Tín hiệu kích động cơ đóng cửa buồng thang |
| 3 |
Q_Elevator_Up |
Bool |
%Q0.2 |
Tín hiệu điều khiển động cơ kéo thang máy đi lên |
| 4 |
Q_Elevator_Down |
Bool |
%Q0.3 |
Tín hiệu điều khiển động cơ kéo thang máy đi xuống |
Kiến trúc phần mềm và thuật toán điều khiển
Chương trình điều khiển được thiết kế theo cấu trúc module hóa trên TIA Portal:
- Khối tổ chức chính (Main Organization Block - OB1): Thực hiện quét tuần tự toàn bộ tiến trình điều khiển, quản lý việc gọi các hàm chức năng xử lý tín hiệu ngoại vi và logic vận hành.
- Các khối hàm chức năng (Function - FC): Sử dụng các biến truyền nhận đầu vào (
In), đầu ra (Out), dữ liệu chuyển đổi (In/Out) và biến cục bộ tạm thời (Temp). Trong đó, khối chức năng FC1 (FC_Nút_Nhấn) thực hiện nhiệm vụ chốt trạng thái gọi tầng, ghi nhận và duy trì tín hiệu từ các nút bấm trong/ngoài buồng thang cho đến khi buồng thang di chuyển tới đúng vị trí sàn tầng yêu cầu.
- Giải thuật điều khiển liên động:
- Khi có lệnh gọi tầng, hệ thống so sánh vị trí hiện tại của buồng thang (thông qua cảm biến %I1.4 và biến đếm trạng thái tầng) với tầng mục tiêu để xác định chiều quay của động cơ truyền động (%Q0.2 - Kéo lên hoặc %Q0.3 - Kéo xuống).
- Khóa liên động an toàn: Thang máy tuyệt đối không kích hoạt động cơ di chuyển (%Q0.2 hoặc %Q0.3) khi cửa chưa đóng hoàn toàn (tiếp điểm %I1.6 chưa kích hoạt). Quá trình đóng/mở cửa (%Q0.0, %Q0.1) được định thì và ngắt bằng các công tắc hành trình (%I1.5, %I1.6).
Thiết kế giao diện SCADA
Giao diện SCADA được tạo lập trực tiếp trong phần mềm TIA Portal để giám sát toàn diện hệ thống:
- Hiển thị trực quan mô hình giếng thang 4 tầng, vị trí buồng thang thời gian thực theo từng tầng.
- Bảng điều khiển tích hợp hệ thống nút nhấn mô phỏng gọi tầng ngoài hành lang (Lên/Xuống) và gọi tầng bên trong cabin.
- Đèn chỉ thị trạng thái chiều di chuyển (Lên/Xuống), trạng thái đóng/mở của hệ thống cửa tầng và cửa cabin.
Nội dung chính theo từng chương
Mở đầu
Trình bày tính cấp thiết của việc áp dụng công nghệ tự động hóa và PLC vào các hệ thống vận chuyển nhà cao tầng. Xác định mục tiêu nghiên cứu, phạm vi đề tài tập trung vào việc mô phỏng điều khiển hệ thống thang máy 4 tầng bằng dòng PLC SIMATIC S7-1200 của hãng Siemens, khẳng định ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn đối với an toàn tính mạng con người.
Chương I: Tổng quan về thang máy
- Lịch sử phát triển thang máy: Tóm lược quá trình hình thành từ thiết bị nâng thô sơ dùng sức người/vật (thế kỷ 13), xuất hiện thang máy hơi nước/thủy lực (năm 1850), phát minh cơ cấu phanh an toàn của Elisha Graves Otis (năm 1852), thang máy dẫn động bánh răng trực tiếp (năm 1889) cho đến thang máy sử dụng động cơ điện không hộp số (năm 1903) mở đường cho kỷ nguyên nhà chọc trời.
- Đặc điểm kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế: Phân tích vị trí buồng máy, kết cấu buồng thang và tỷ trọng giá trị đầu tư thang máy chiếm 7% – 10% tổng dự toán các tòa nhà cao tầng từ 25 tầng trở lên.
- Phân loại thang máy: Hệ thống hóa thang máy theo 5 tiêu chí:
- Theo công dụng: Thang chở người (tiêu chuẩn diện tích sàn $0{,}186\text{ m}^2/\text{người}$, dung lượng chuyên chở $33{,}75\text{ kG}/0{,}093\text{ m}^2$; tải trọng chung cư 450 kg, cửa hàng 225 kg, văn phòng 900 – 1350 kg); thang chở người có hàng; thang chở bệnh nhân (kích thước cabin chứa vừa băng ca/giường bệnh); thang chở hàng (chỉ có bảng điều khiển ngoài cabin); thang cứu hỏa, thang chở ô tô.
- Theo hệ thống dẫn động cabin: Thang máy dẫn động điện (sử dụng puli ma sát, tang cuốn cáp, thanh răng - bánh răng); thang máy thủy lực (piston đẩy trực tiếp/gián tiếp, hành trình tối đa bị giới hạn ở mức 18 m).
- Theo vị trí đặt bộ tời kéo: Đặt trên nóc giếng thang, đặt dưới hố thang, đặt trên nóc cabin hoặc đặt tại tầng trệt (đối với thang thủy lực).
- Theo hệ thống vận hành: Mức độ tự động (bán tự động, tự động); tổ hợp điều khiển (đơn, kép, nhóm); vị trí điều khiển (trong cabin, ngoài cabin, trong và ngoài cabin).
- Theo thông số cơ bản: Vận tốc cabin (tốc độ thấp $v < 1\text{ m/s}$; tốc độ trung bình $v = 1 - 2{,}5\text{ m/s}$; tốc độ cao $v = 2{,}5 - 4\text{ m/s}$; tốc độ rất cao $v > 4\text{ m/s}$) và tải trọng ($Q < 500\text{ kg}$; $500 - 1000\text{ kg}$; $1000 - 1600\text{ kg}$; $> 1600\text{ kg}$).
Chương II: Cơ sở lý thuyết
- Cấu tạo và cơ cấu cơ điện: Trình bày chi tiết 9 cụm thiết bị chính: buồng thang, bộ giảm tốc (bánh răng ăn khớp, trục vít), hệ thống puli - cáp nâng (kiểu tang trống, puli ma sát), đối trọng, cơ cấu kẹp ray an toàn (kiểu bánh lệch tâm, kiểu trục quay và nêm), công tắc bù cáp, đệm dầu thủy lực, phanh hãm điện từ và động cơ truyền động (tốc độ định mức 600 – 1200 vòng/phút).
- Yêu cầu kỹ thuật an toàn và thông số các hệ truyền động: Phân tích tiêu chuẩn an toàn liên động cửa, bảo vệ đứt cáp, mất điện và độ gia tốc cho phép nhằm tránh gây khó chịu cho hành khách.
| Hệ truyền động điện |
Phạm vi điều chỉnh tốc độ |
Tốc độ di chuyển ($m/s$) |
Gia tốc ($m/s^2$) |
Độ không chính xác khi dừng ($mm$) |
| Động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc 1 cấp tốc độ |
1 : 1 |
0,8 |
1,5 |
$\pm 120 - 150$ |
| Động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc 2 cấp tốc độ |
1 : 4 |
0,5 |
1,5 |
$\pm 10 - 15$ |
| Động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc 2 cấp tốc độ |
1 : 4 |
1,0 |
1,5 |
$\pm 25 - 35$ |
| Hệ máy phát – động cơ (F - Đ) |
1 : 30 |
2,0 |
2,0 |
$\pm 10 - 15$ |
| Hệ máy phát – động cơ có khuếch đại |
1 : 100 |
- |
- |
- |
- Các phương thức điều khiển truyền động: Phân tích nguyên lý điều khiển chỉnh lưu một chiều DC SCR (vận hành 50 – 1000 RPM), điều khiển biến tần Inverter AC, truyền động thủy lực/cơ khí (100 – 200 FPM) và điều khiển vector (500 – 700 FPM).
- Cơ sở phần cứng và tập lệnh PLC S7-1200: Trình bày cấu trúc vi xử lý, các cổng PROFINET, giao thức Profibus/PTP, module mở rộng (SM, SB, CM), các tính năng bảo vệ mật khẩu ("know-how protection"). Giới thiệu tập lệnh LAD: tiếp điểm bit (NO, NC), cuộn hút, mạch nhớ S-R, khối định thời Timer (TP, TON, TOFF, TONR), khối đếm Counter (CTU, CTD, CTUD), các lệnh toán học, lệnh so sánh, truyền dữ liệu (MOVE, Swap, Convert), hàm logic (AND, OR, XOR) và lệnh dịch/quay bit (SHL, SHR, ROL, ROR). Hướng dẫn quy trình 7 bước khởi tạo và cấu hình phần cứng dự án trên phần mềm TIA Portal V15.
Chương III: Thiết kế mô phỏng điều khiển giám sát SCADA
- Thuật toán điều khiển: Xây dựng lưu đồ giải thuật chi tiết điều phối chu trình nhận tín hiệu gọi tầng, kiểm tra vị trí cảm biến, xác định chiều di chuyển cabin, kiểm tra trạng thái cửa và dừng tầng chính xác.
- Lập trình điều khiển PLC S7-1200: Thiết lập bảng biến vào/ra gồm 15 ngõ vào số (%I0.0 – %I1.6) và 4 ngõ ra số (%Q0.0 – %Q0.3); cấu hình phần cứng CPU 1212C DC/DC/DC; phân chia khối chương trình chính OB1 và khối hàm con FC1 (
FC_Nút_Nhấn).
- Thiết kế giao diện SCADA và kết quả mô phỏng: Kết nối PLC ảo với giao diện giám sát SCADA trên TIA Portal, thực hiện mô phỏng tương tác các kịch bản bấm gọi tầng, chuyển tầng, mở cửa trả khách và phản hồi trạng thái tín hiệu thời gian thực.
Kết quả và đóng góp
Kết quả kỹ thuật đạt được
- Hoàn thiện mô hình điều khiển logic cho thang máy 4 tầng: Xây dựng thành công thuật toán và mã nguồn chương trình điều khiển PLC SIMATIC S7-1200 đáp ứng đầy đủ chu trình hoạt động của thang máy chở khách 4 tầng.
- Quy chuẩn bảng phân bổ biến I/O: Thiết lập bảng ánh xạ địa chỉ chi tiết với 15 tín hiệu đầu vào số (nút ấn gọi tầng trong/ngoài cabin, cảm biến vị trí %I1.4, công tắc hành trình cửa %I1.5, %I1.6) và 4 tín hiệu đầu ra số điều khiển đóng/mở cửa và đảo chiều nâng/hạ buồng thang (%Q0.0 – %Q0.3).
- Xây dựng cấu trúc phần mềm phân tầng rõ ràng: Ứng dụng thành công cấu trúc khối tổ chức OB1 kết hợp hàm chức năng FC1 (
FC_Nút_Nhấn), tối ưu hóa bộ nhớ tạm và nâng cao tính mạch lạc trong lập trình PLC.
- Thiết kế thành công hệ thống SCADA mô phỏng: Tạo lập giao diện điều khiển giám sát trực quan trên TIA Portal V15, cho phép mô phỏng chính xác các kịch bản gọi tầng, khóa liên động an toàn và hiển thị trực tiếp trạng thái chuyển động của cabin.
Đóng góp của đề tài
- Hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý thuyết, các tiêu chuẩn tải trọng, vận tốc và phương pháp tính toán hệ truyền động thang máy công nghiệp.
- Cung cấp tài liệu hướng dẫn kỹ thuật chi tiết về quy trình cấu hình, gán tag I/O, lập trình LAD và thiết kế giao diện SCADA trên nền tảng Siemens TIA Portal V15 cho các bài toán điều khiển nâng hạ tự động.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đề tài
- Đề tài mới dừng lại ở phạm vi nghiên cứu lý thuyết và kiểm nghiệm mô phỏng trên phần mềm TIA Portal V15, chưa chế tạo và thử nghiệm trên mô hình cơ - điện vật lý thực tế.
- Giải thuật điều khiển chưa tích hợp bộ biến tần (Inverter) điều khiển tốc độ vô cấp (VVVF) qua mạng truyền thông công nghiệp để làm mịn đường cong gia tốc khi dừng/khởi động.
- Chưa tích hợp các cảm biến chuyên sâu thực tế như: cảm biến quá tải buồng thang, cảm biến phát hiện chướng ngại vật tại cửa (quang điện/màn tia hồng ngoại), và hệ thống nguồn pin dự phòng cứu hộ khi mất điện lưới.
Hướng phát triển tiếp theo
- Thiết kế và lắp ráp mô hình thang máy phần cứng hoàn chỉnh kết nối trực tiếp với PLC S7-1200 thực tế.
- Bổ sung biến tần điều khiển động cơ kéo và động cơ cửa, ứng dụng giải thuật điều khiển vị trí chính xác cao thông qua bộ phát xung Encoder và hàm đếm xung tốc độ cao (HSC).
- Mở rộng thuật toán điều khiển nhóm cho cụm nhiều thang máy (Duplex, Group Control) phục vụ các tòa nhà cao tầng có lưu lượng giao thông phức tạp.
Giá trị tham khảo
Báo cáo đồ án có giá trị tham khảo chuyên môn đối với:
- Sinh viên các ngành Kỹ thuật Điện, Điện tử, Tự động hóa, Cơ điện tử và Kỹ thuật Năng lượng: Sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các học phần Lập trình điều khiển logic (PLC), Thiết kế hệ thống SCADA/HMI, và Trang bị điện - điện tử trong máy công nghiệp.
- Học viên và kỹ sư thực tập: Tham khảo quy trình chuẩn về thiết lập dự án trên TIA Portal, phương pháp phân bổ biến I/O, kỹ thuật lập trình khối hàm FC và phương pháp mô phỏng logic liên động cửa - hành trình thang máy.
Câu hỏi thường gặp
1. Đồ án sử dụng bộ điều khiển PLC và phần mềm lập trình nào?
Tác giả sử dụng bộ điều khiển logic khả trình PLC Siemens SIMATIC S7-1200 với mã CPU cụ thể là CPU 1212C DC/DC/DC, được lập trình và cấu hình phần cứng trên nền tảng phần mềm TIA Portal V15.
2. Hệ thống thang máy 4 tầng trong đồ án sử dụng bao nhiêu đầu vào và đầu ra số trên PLC?
Hệ thống sử dụng tổng cộng 15 đầu vào số (Digital Inputs từ địa chỉ %I0.0 đến %I1.6, bao gồm các nút gọi tầng trong/ngoài, cảm biến buồng thang, công tắc hành trình cửa) và 4 đầu ra số (Digital Outputs từ địa chỉ %Q0.0 đến %Q0.3, điều khiển mở cửa, đóng cửa, kéo thang lên và kéo thang xuống).
3. Công thức tính toán khối lượng đối trọng cho thang máy được trình bày như thế nào?
Theo cơ sở lý thuyết của đồ án, khối lượng đối trọng được xác định theo công thức: Khối lượng đối trọng = Khối lượng buồng thang + 70% Khối lượng lớn nhất (tải trọng định mức lớn nhất của thang).
4. Tốc độ di chuyển của thang máy được phân loại theo các ngưỡng giá trị nào?
Đồ án phân loại tốc độ di chuyển của buồng thang thành 4 nhóm tiêu chuẩn:
- Loại tốc độ thấp: $v < 1\text{ m/s}$
- Loại tốc độ trung bình: $v = 1 - 2{,}5\text{ m/s}$
- Loại tốc độ cao: $v = 2{,}5 - 4\text{ m/s}$
- Loại tốc độ rất cao: $v > 4\text{ m/s}$
5. Khối hàm con FC1 trong chương trình PLC đảm nhận nhiệm vụ gì?
Khối hàm FC1 (tên khối: FC_Nút_Nhấn) là hàm chức năng xử lý tín hiệu đầu vào từ các nút ấn gọi tầng trong buồng thang và ngoài sảnh, có nhiệm vụ lưu giữ và quản lý trạng thái nhớ tín hiệu gọi tầng cho đến khi buồng thang di chuyển đến đúng tầng đích.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Lập trình mô phỏng hệ thống thang máy 4 tầng sử dụng PLC S7 - 1200" của sinh viên Đào Nhất Khang đã giải quyết trọn vẹn bài toán thiết kế thuật toán, lập trình điều khiển logic và mô phỏng giám sát cho thang máy 4 tầng. Đề tài đã xây dựng thành công bảng ánh xạ 19 biến vào/ra chuẩn hóa, chương trình điều khiển module hóa bằng ngôn ngữ LAD trên CPU 1212C và giao diện SCADA trực quan trên phần mềm TIA Portal V15. Kết quả của đồ án cung cấp tài liệu tham khảo có tính hệ thống cao về mặt phương pháp luận và kỹ thuật lập trình PLC cho các hệ thống điều khiển vận tải trục đứng.
