Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu hướng đô thị hóa và phát triển công trình cao tầng hiện đại, hệ thống thang máy đóng vai trò huyết mạch trong việc vận chuyển hành khách và hàng hóa theo phương thẳng đứng. Sự vận hành an toàn, tin cậy và êm ái của thang máy phụ thuộc trực tiếp vào cấu trúc cơ khí chính xác và hệ thống điều khiển tự động hóa. Đồ án tốt nghiệp "Tính toán thiết kế mô hình hệ thống thang máy 5 tầng sử dụng PLC" do sinh viên Lê Duy Khánh Hiệp thực hiện tại Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Công nghệ Đông Á (2022) dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Sơn Hải, tập trung giải quyết bài toán tích hợp hệ thống điều khiển công nghiệp cho mô hình thang máy đa tầng.

Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể của đề tài bao gồm:

  1. Nghiên cứu tổng quan về cấu tạo, phân loại, các hệ truyền động và tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật trong hệ thống thang máy công nghiệp.
  2. Tính toán động học, lực kéo và công suất động cơ cho hệ thống thang máy tiêu chuẩn và mô hình thực nghiệm 5 tầng.
  3. Thiết kế kết cấu cơ khí mô hình trên phần mềm CAD (Siemens NX), bao gồm giếng thang, cabin, đối trọng, cơ cấu cửa tầng mở tim và hệ thống giới hạn hành trình.
  4. Xây dựng cấu hình phần cứng tủ điện điều khiển sử dụng bộ điều khiển logic khả trình PLC Siemens S7-1200 kết hợp vi điều khiển Arduino Mega 2560.
  5. Thiết kế giao diện giám sát và điều khiển người - máy (HMI) trên nền tảng phần mềm TIA Portal với đầy đủ các chế độ vận hành.
  6. Lập trình thuật toán điều khiển gọi tầng, định vị cabin, kiểm soát tăng giảm tốc và xử lý truyền thông công nghiệp Modbus giữa vi điều khiển và PLC.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đồ án:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống điều khiển tự động mô hình thang máy 5 tầng, bộ điều khiển PLC Siemens S7-1200, vi điều khiển phụ trợ, động cơ bước điều khiển vị trí, biến tần/driver và giao diện HMI.
  • Phạm vi không gian và thực nghiệm: Mô hình phần cứng phi tiêu chuẩn phục vụ đào tạo và nghiên cứu thực nghiệm tại phòng thí nghiệm Tự động hóa, Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Công nghệ Đông Á.
  • Phạm vi thông số: Mô hình thang máy 5 tầng có chiều cao mỗi tầng 340 mm, tải trọng định mức 3 kg, khối lượng cabin 1 kg, tốc độ vận hành 0,03 m/s.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng trên nền tảng lý thuyết truyền động điện, cơ học động lực học máy nâng chuyển và kỹ thuật điều khiển lập trình công nghiệp:

  • Khung lý thuyết động học và truyền động: Tác giả áp dụng các phương trình động lực học chuyển động thẳng biến đổi đều ($v = v_0 + at$, $S = v_0 t + \frac{at^2}{2}$) để xác định thời gian khởi động, hãm dừng và quãng đường di chuyển ở các cấp tốc độ; phương pháp cân bằng lực kéo cáp có tính đến hệ số cân bằng đối trọng ($\alpha = 0,4$), lực ma sát và lực cản không khí ($k = 1,2$); phương pháp chuyển đổi góc quay động cơ sang quãng đường tuyến tính qua bộ truyền đai răng và puly.
  • Lý thuyết điều khiển logic khả trình và truyền thông: Nguyên lý quét vòng (scan cycle) của hệ vi xử lý PLC công nghiệp; cấu trúc thanh ghi và hàm xử lý đếm xung tốc độ cao (HSC - High Speed Counter), điều chế độ rộng xung (PWM) và phát xung vị trí (PTO - Pulse Train Output); giao thức truyền thông công nghiệp Modbus RTU qua giao tiếp nối tiếp để truyền nhận dữ liệu phân tán.
  • Phương pháp nghiên cứu:
    • Phương pháp tính toán giải tích: Tính toán công suất động cơ kéo, mô men trục động cơ, tỷ số truyền và tần số phát xung điều khiển tốc độ.
    • Phương pháp thiết kế mô hình 3D: Ứng dụng phần mềm Siemens NX để dựng hình học chi tiết các cụm cơ khí (cửa tầng, khung dẫn hướng, cabin).
    • Phương pháp tích hợp hệ thống phần cứng và phần mềm: Phối hợp xử lý ngõ vào/ra (I/O) giữa PLC S7-1200 và board vi điều khiển Arduino Mega 2560 nhằm tối ưu hóa chi phí phần cứng; lập trình điều khiển trên TIA Portal và Arduino IDE.
  • Nguồn dữ liệu: Tài liệu hướng dẫn kỹ thuật của hãng Siemens (Siemens S7-1200 System Manual), thông số kỹ thuật động cơ bước KH56MQ2U-038, tiêu chuẩn thiết kế thang máy và giáo trình chuyên ngành Điều khiển & Tự động hóa.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh từ kết cấu cơ khí đến kiến trúc điều khiển điện tử:

1. Thiết kế cơ khí và kết cấu mô hình

  • Giếng thang và khung dẫn hướng: Khung giếng thang được dựng thẳng đứng định hình cho 5 tầng phục vụ, bố trí ray dẫn hướng cabin và ray dẫn hướng đối trọng, đáy hố thang có lò xo giảm chấn.
  • Hệ thống đối trọng: Chế tạo bằng bê tông đúc nguyên khối, khối lượng được tính toán bằng tổng khối lượng cabin cộng 40% tải trọng định mức nhằm giảm tải cho động cơ kéo.
  • Cơ cấu cửa tầng: Thiết kế trên phần mềm NX theo dạng cửa mở tim từ giữa sang hai phía (2 cánh đồng bộ), liên kết cơ khí với cửa cabin khi dừng đúng tầng.
  • Cơ cấu truyền động: Sử dụng dây đai răng GT2 (bước răng $\gamma = 2\text{ mm}$, puly 20 răng, đường kính $D = 0,016\text{ m}$) kết nối với trục động cơ kéo bước 2 pha mã hiệu KH56MQ2U-038 (moment xoắn 1,8 độ/bước tương đương 200 xung/vòng, dòng định mức 2A, nội trở 2 $\Omega$, điện cảm 7,35 mH).
  • Hệ thống cảm biến và an toàn: Tác giả sử dụng các công tắc hành trình gắn dọc hố thang tại từng vị trí bằng tầng để thay thế cho cảm biến quang/tiệm cận nhằm tối ưu chi phí; bố trí công tắc hành trình giới hạn trên cùng và dưới cùng để ngắt bảo vệ hệ thống khi cabin vượt ngưỡng.

2. Kiến trúc điện và điều khiển

  • Tủ điện điều khiển: Bao gồm Aptomat đóng cắt nguồn, bộ nguồn tổ ong chuyển đổi 220VAC sang 24VDC, PLC Siemens S7-1200 CPU 1212C DC/DC/DC (mã 6ES7 212-1AE40-0XB0, firmware V4.2), Driver điều khiển động cơ bước, board vi điều khiển Arduino Mega 2560 và các module hạ áp 5V, 3.3V.
  • Giải pháp mở rộng ngõ vào/ra (I/O): CPU 1212C tích hợp sẵn 8 ngõ vào số (DI) và 6 ngõ ra số (DQ), không đủ số lượng để kết nối toàn bộ nút nhấn gọi tầng trong/ngoài cabin, đèn báo tầng và cảm biến hành trình. Thay vì sử dụng module mở rộng chính hãng (Signal Module/Signal Board) làm tăng kinh phí, tác giả sử dụng vi điều khiển Arduino Mega 2560 làm module I/O phân tán, đọc ma trận phím gọi tầng và truyền dữ liệu trạng thái về PLC qua mạng truyền thông Modbus.

3. Giao diện giám sát và điều khiển người - máy (HMI)

Giao diện HMI được thiết kế trên nền tảng TIA Portal kết nối đồng bộ với PLC qua chuẩn mạng Profinet (Ethernet RJ45), bao gồm 4 màn hình chức năng:

  • Màn hình chính (Main): Lựa chọn các chế độ hoạt động và điều hướng chức năng.
  • Màn hình cài đặt (Setting): Thiết lập các thông số vận hành ban đầu cho hệ thống thang máy.
  • Màn hình tự động (Auto): Hiển thị trạng thái cabin di chuyển giữa các tầng, hướng chuyển động và trạng thái phục vụ tự động.
  • Màn hình bằng tay (Manual): Cho phép người vận hành điều khiển cưỡng bức thang máy lên/xuống từng tầng độc lập phục vụ kiểm tra, bảo trì và sửa chữa.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về thang máy

Chương này hệ thống hóa các kiến thức cơ sở về thiết bị thang máy:

  • Lịch sử và khái niệm: Trình bày lịch sử phát triển từ các cơ cấu tời nâng sơ khai thế kỷ III TCN, thang nâng hơi nước/thủy lực thế kỷ XIX tại Hoa Kỳ, đến bước ngoặt tích hợp động cơ điện của Werner von Siemens và hệ thống thang cuốn cáp điện năm 1887 tại Baltimore.
  • Phân loại thang máy:
    • Theo công dụng: Thang chở khách (ký hiệu P), thang bệnh viện (ký hiệu B, kích thước cabin chứa băng ca/giường bệnh, yêu cầu dừng tầng êm), thang chở hàng (ký hiệu F, tải trọng lớn đến 10 tấn).
    • Theo hệ thống dẫn động: Dẫn động điện (dùng puly ma sát, tang cuốn cáp hoặc thanh răng) và dẫn động thủy lực (piston thủy lực đẩy dưới đáy, hành trình giới hạn $\le 18\text{ m}$).
    • Theo vị trí tời kéo: Đặt trên giếng thang hoặc dưới hố thang.
    • Theo vận tốc và tải trọng: Vận tốc từ thấp ($v < 1\text{ m/s}$) đến rất cao ($v > 4\text{ m/s}$); tải trọng từ loại nhỏ ($Q \le 500\text{ kg}$) đến rất lớn ($Q > 1600\text{ kg}$).
  • Cấu trúc điển hình: Liệt kê các cụm bộ phận chính như cơ cấu nâng hạ, phanh giữ điện từ, hộp giảm tốc, hệ thống ray dẫn hướng, cáp treo, bộ hạn chế tốc độ (Governor), bộ giảm chấn đáy hố thang và tủ điện.
  • Phân tích các hệ truyền động: So sánh hệ truyền động động cơ một chiều (hệ Máy phát - Động cơ F-Đ, hệ Chỉnh lưu Thyristor - Động cơ T-Đ), hệ truyền động động cơ đồng bộ công suất lớn ($P > 300\text{ kW}$ dùng trong khai thác mỏ) và hệ truyền động động cơ không đồng bộ xoay chiều. Đồ án khẳng định xu hướng sử dụng động cơ không đồng bộ điều khiển bằng biến tần nhờ kết cấu đơn giản, chi phí thấp và khả năng điều chỉnh tốc độ, hãm dừng chính xác.

Chương 2: Thiết kế cơ khí mô hình thang máy

Chương này trình bày chi tiết kết cấu phần cứng của mô hình và thực hiện các tính toán kỹ thuật:

  • Cấu trúc cơ khí thực nghiệm: Mô tả chi tiết cấu tạo giếng thang, cụm cửa tầng 2 cánh thiết kế trên NX, phòng máy trên đỉnh giếng, hệ thống an toàn cơ khí (Governor, thắng cơ ép ray dẫn hướng khi vượt tốc hoặc đứt cáp), bảng điều khiển trong buồng thang (tích hợp nút số tầng, nút đóng/mở nhanh $<>$, $><$, nút báo động, nút liên lạc và màn hình LCD giám sát), bảng gọi tầng ngoài cửa giếng thang, đối trọng đúc bê tông, cụm đóng mở cửa và công tắc hành trình dừng tầng.
  • Tính toán truyền động thang máy công nghiệp (lý thuyết đối chứng):
    • Thông số giả định: Thang 5 tầng, chiều cao tầng $H = 4\text{ m}$, khối lượng cabin $G_{bt} = 500\text{ kg}$, tải định mức $G_{đm} = 450\text{ kg}$, vận tốc định mức $v = 0,7\text{ m/s}$, gia tốc $a = 1\text{ m/s}^2$, đường kính puly $D = 0,52\text{ m}$, độ chính xác dừng $\pm 4\text{ mm}$.
    • Tính toán lực tác dụng: Với hệ số cân bằng $\alpha = 0,4$, trọng lượng đối trọng $G_{đt} = 680\text{ kg}$ (tương ứng lực tĩnh $F \approx 2650\text{ N}$). Tổng lực cản tĩnh tính đến ma sát và cản gió ($k = 1,2$) là $P = 3180\text{ N}$. Lực quán tính sinh gia tốc $F' = 270\text{ N}$, suy ra tổng lực kéo lớn nhất $F_k = 3450\text{ N}$.
    • Tính mô men và công suất: Mô men đầu trục với tỷ số truyền hộp số $i = 43$, hiệu suất $\eta = 0,8$ đạt $M \approx 26,05\text{ Nm}$; tốc độ quay trục động cơ $n = 1108\text{ v/p}$; công suất tính toán động cơ $P = 3,2\text{ kW}$ (chọn động cơ 2 cấp tốc độ roto lồng sóc).
    • Động học dừng tầng: Thời gian hãm từ $0,7\text{ m/s}$ về $0,1\text{ m/s}$ là $t_h = 1,2\text{ s}$ trên quãng đường $1,2\text{ m}$; chạy tốc độ thấp trong $0,1\text{ m}$ ($t_T = 1\text{ s}$); quãng đường chạy tốc độ cao là $1,04\text{ m}$ ($t_c = 1,49\text{ s}$). Số xung encoder 1024 xung/vòng khi qua một tầng là $N_1 = 108.054\text{ xung}$, tần số xung tại tốc độ định mức $f_c = 26,388\text{ kHz}$.
  • Tính toán lựa chọn động cơ cho mô hình thực tế:
    • Thông số mô hình: 5 tầng, khoảng cách sàn $H = 340\text{ mm}$, cabin $1\text{ kg}$, tải định mức $3\text{ kg}$, vận tốc $v = 0,03\text{ m/s}$, gia tốc $a = 0,05\text{ m/s}^2$, sai số dừng $1\text{ mm}$, puly dẫn động $D = 0,016\text{ m}$.
    • Lực kéo tĩnh có tính hệ số an toàn: $P = 22\text{ N}$; lực kéo động $F' = 0,09\text{ N}$; tổng lực kéo lớn nhất $F_k = 22,09\text{ N}$.
    • Mô men trục động cơ: $M = 0,22\text{ Nm}$; tốc độ quay trục $n = 450\text{ v/p}$; công suất tính toán thực tế $P = 13,2\text{ W}$.
    • Lựa chọn thiết bị: Động cơ bước 2 pha Servo/Step KH56MQ2U-038 (dòng 2A, bước 1,8 độ, 200 xung/vòng).

Chương 3: Tổng quan về PLC S7-1200 và HMI

Nội dung chương tập trung vào phân tích phần cứng và quy trình thiết kế điều khiển:

  • Cấu trúc và chức năng PLC Siemens S7-1200: Trình bày cấu trúc phần cứng, nguyên lý quét vòng, phân loại các dòng CPU (1211C bộ nhớ 50KB, 1212C bộ nhớ 75KB, 1214C bộ nhớ 100KB, 1215C bộ nhớ 125KB, 1217C bộ nhớ 150KB work memory). Các tính năng tích hợp: ngõ phát xung PTO 100kHz, 6 bộ đếm tốc độ cao HSC, bộ điều khiển PID và cổng Profinet hỗ trợ TCP/IP.
  • Cấu hình phần cứng CPU 1212C DC/DC/DC: Phân tích sơ đồ đấu nối chân nguồn 24VDC, ngõ vào số Transistor 24VDC (8 DI), ngõ ra số Transistor 24VDC (6 DQ), 2 ngõ vào Analog 0-10V, 3 kênh phát xung điều khiển động cơ bước. Bảng chân tín hiệu và ý nghĩa hệ thống đèn báo trạng thái (RUN/STOP, ERROR, MAINT, LINK, Rx/Tx).
  • Thiết kế giao diện HMI: Trình bày 8 bước khởi tạo project, cấu hình thiết bị HMI, liên kết biến địa chỉ PLC - HMI qua chuẩn Profinet và thiết kế 4 màn hình giao diện điều khiển (Main, Setting, Auto, Manual).

Chương 4: Thiết kế chương trình điều khiển

Chương này đề cập đến thuật toán và giải pháp lập trình:

  • Thuật toán điều khiển động học: Xây dựng biểu đồ tốc độ tối ưu, biểu đồ gia tốc và độ giật nhằm đảm bảo cabin chuyển động êm ái khi tăng tốc và dừng tầng; thiết lập thuật toán đếm xung định vị tọa độ cabin.
  • Lưu đồ thuật toán hệ thống: Xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển tổng thể trên PLC và lưu đồ thuật toán thu thập dữ liệu trên vi điều khiển Arduino.
  • Giải pháp truyền thông mở rộng I/O qua Modbus: Phân tích nhu cầu I/O của hệ thống 5 tầng, cấu hình khối hàm truyền thông Modbus trên PLC S7-1200 và vi điều khiển, xây dựng bảng quy định cấu trúc dữ liệu truyền nhận (gửi trạng thái phím ấn lên PLC và gửi trạng thái đèn báo/lệnh điều khiển xuống vi điều khiển).

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã hoàn thành các mục tiêu đề ra với những kết quả định lượng và giải pháp kỹ thuật cụ thể:

Hạng mục thông số Hệ thống thang tính toán lý thuyết Mô hình thực nghiệm chế tạo
Số tầng phục vụ 5 tầng 5 tầng
Chiều cao giữa các tầng 4,0 m 340 mm (0,34 m)
Tải trọng định mức ($G_{đm}$) 450 kg 3 kg
Khối lượng cabin ($G_{bt}$) 500 kg 1 kg
Vận tốc vận hành định mức ($v$) 0,7 m/s 0,03 m/s
Gia tốc chuyển động ($a$) 1,0 m/s² 0,05 m/s²
Đường kính puly dẫn động ($D$) 0,52 m 0,016 m
Tổng lực kéo lớn nhất ($F_k$) 3450 N 22,09 N
Công suất động cơ tính toán 3,2 kW 13,2 W
Động cơ truyền động lựa chọn Động cơ 2 cấp tốc độ ($n < 1500\text{ v/p}$) Động cơ bước KH56MQ2U-038 (2A, 1,8°)
Thiết bị điều khiển trung tâm PLC công nghiệp PLC Siemens S7-1200 CPU 1212C
Phương thức mở rộng I/O Module chuyên dụng Arduino Mega 2560 qua Modbus
Cảm biến xác định vị trí tầng Encoder 1024 xung/vòng ($f_c = 26,388\text{ kHz}$) Công tắc hành trình cơ học

Các đóng góp kỹ thuật chính do tác giả thực hiện:

  • Chế tạo thành công mô hình vật lý thang máy 5 tầng vận hành hoàn chỉnh với cơ cấu cửa mở tim hai cánh đồng bộ và hệ thống đối trọng cân bằng.
  • Đề xuất giải pháp lai (hybrid) kết hợp PLC S7-1200 với vi điều khiển Arduino Mega 2560 qua giao thức Modbus RTU, giải quyết triệt để bài toán thiếu hụt cổng ngõ vào/ra (I/O) trên CPU 1212C với chi phí thấp.
  • Xây dựng hoàn chỉnh giao diện HMI trực quan với 4 màn hình chức năng trên TIA Portal, cho phép giám sát và vận hành linh hoạt ở cả hai chế độ Auto và Manual.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên nội dung đồ án và phạm vi thực nghiệm, các hạn chế và hướng phát triển được xác định:

  • Hạn chế của đề tài:
    • Mô hình thang máy mang tính chất phi tiêu chuẩn phục vụ học tập, vận tốc hoạt động thấp ($0,03\text{ m/s}$) để phục vụ quan sát trực quan nên chưa phản ánh đầy đủ động lực học và độ giật của thang máy thực tế tốc độ cao.
    • Sử dụng công tắc hành trình cơ học để xác định vị trí dừng tầng thay vì cảm biến quang/tiệm cận hoặc đọc vòng kín từ encoder chuyên dụng, dẫn đến tuổi thọ cơ khí hạn chế khi hoạt động liên tục.
    • Đối trọng chế tạo bằng phương pháp đúc bê tông thủ công, tính thẩm mỹ và độ chuẩn xác về khối lượng phân bố chưa cao.
  • Hướng phát triển tiếp theo:
    • Nâng cấp hệ thống định vị vị trí cabin bằng encoder vòng kín kết hợp biến tần điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha để mô phỏng chính xác thuật toán tăng giảm tốc S-curve của thang máy công nghiệp.
    • Mở rộng thuật toán điều khiển nhóm thang máy (Group Control) để tối ưu hóa thời gian chờ và hành trình vận chuyển cho nhiều cabin hoạt động đồng thời.
    • Phát triển hệ thống giám sát SCADA từ xa và kết nối Internet vạn vật (IoT) để thu thập dữ liệu vận hành, cảnh báo lỗi và bảo trì dự đoán.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, giảng viên và kỹ sư thuộc các chuyên ngành:

  • Ngành Kỹ thuật Điều khiển & Tự động hóa, Cơ điện tử: Cung cấp phương pháp tính toán động học, quy trình lập trình PLC Siemens S7-1200 và kỹ thuật tích hợp truyền thông Modbus giữa PLC và vi điều khiển để mở rộng I/O.
  • Học phần Đồ án môn học và Thực tập PLC/HMI: Cung cấp tài liệu thiết kế giao diện HMI từng bước trên TIA Portal và sơ đồ mạch đấu nối tủ điện điều khiển công nghiệp.
  • Tham khảo thiết kế cơ khí chính xác: Tài liệu mô tả trực quan cơ cấu truyền động cửa mở tim đồng bộ và giải pháp bố trí thiết bị an toàn trong không gian hố thang.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao đồ án phải kết hợp vi điều khiển Arduino Mega 2560 với PLC S7-1200 CPU 1212C?
Do CPU 1212C chỉ tích hợp sẵn 8 ngõ vào số (DI) và 6 ngõ ra số (DQ), không đủ số lượng I/O để kết nối toàn bộ hệ thống nút bấm gọi tầng trong/ngoài cabin, đèn chỉ thị và công tắc hành trình của 5 tầng. Thay vì mua thêm các module mở rộng tín hiệu chính hãng (SM/SB) có chi phí cao, tác giả sử dụng Arduino Mega 2560 làm module thu thập dữ liệu ngoại vi và truyền thông tin trạng thái về PLC qua giao thức Modbus RTU.

2. Động cơ bước được lựa chọn cho mô hình thực nghiệm có thông số kỹ thuật như thế nào?
Mô hình sử dụng động cơ bước 2 pha mã hiệu KH56MQ2U-038 với các thông số: bước góc 1,8 độ/bước (fullstep 200 xung/vòng), kích thước $56 \times 56 \times 76\text{ mm}$, đường kính trục $6,35\text{ mm}$, dòng điện định mức 2A, nội trở 2 $\Omega$, điện cảm 7,35 mH, đáp ứng mô men xoắn yêu cầu $0,22\text{ Nm}$ và công suất tính toán $13,2\text{ W}$.

3. Tác giả sử dụng giải pháp nào để xác định vị trí dừng tầng cho cabin mô hình?
Để tiết kiệm chi phí chế tạo mô hình, tác giả sử dụng các công tắc hành trình lắp tại vị trí sàn của từng tầng thay vì sử dụng các loại cảm biến tiệm cận hoặc cảm biến quang chuyên dụng. Khi cabin chạm vào công tắc hành trình tương ứng, tín hiệu sẽ được truyền về bộ điều khiển để ngắt lệnh chạy và dừng thang đúng mặt bằng tầng.

4. Giao diện HMI của hệ thống được tổ chức thành những màn hình chức năng nào?
Giao diện HMI được thiết kế trên TIA Portal gồm 4 màn hình chính: Màn hình chính (Main) để điều hướng chế độ; Màn hình cài đặt (Setting) để thiết lập thông số ban đầu; Màn hình tự động (Auto) để giám sát thang vận hành tự động theo phím gọi; và Màn hình điều khiển bằng tay (Manual) để cưỡng bức cabin di chuyển phục vụ kiểm tra, sửa chữa.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Lê Duy Khánh Hiệp đã giải quyết trọn vẹn bài toán tính toán, thiết kế và chế tạo mô hình thang máy 5 tầng ứng dụng PLC Siemens S7-1200 CPU 1212C và giao diện giám sát HMI. Nghiên cứu nổi bật ở giải pháp kỹ thuật kết hợp truyền thông Modbus với vi điều khiển Arduino Mega 2560 để mở rộng ngõ vào/ra một cách kinh tế và hiệu quả. Kết quả thực nghiệm khẳng định tính đúng đắn của các tính toán cơ - điện, đồng thời cung cấp một mô hình học cụ trực quan, có giá trị ứng dụng cao trong đào tạo chuyên ngành Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa.