Giải thích nguyên lý hoạt động của chương trình điều khiển

49 Chương 15: Giải thích nguyên lý hoạt động của chương trình điều khiển 1. Khởi động: Nhấn START  buồng thang được hạ xuống tầng 1. _ Trước hết, ta phải thực hiện việc cấp điện cho động cơ chính kéo buồng thang. Nhấn I4.5 Q4.0 được Set lên mức “1”. _ Nhấn START (I0.0)  phanh điện từ Q4.1 có điện nên má thắng nhã ra, bit trung gian M16.1 được Set lên “1” điện được cấp cho hệ thống đèn và quạt trong buồng thang, bit trung gian M15.0 được Set lên “1”  thực hiện việc hạ buồng thang xuống tầng 1 dù buồng thang đang dừng ở bất kỳ tầng nào. _ Q4.2 có điện  buồng thang được hạ xuống 50 _ Khi buồng thang hạ xuống tầng 1  M10.0 ở mức logic “1” (do Counter = 0), cảm biến phát hiện buồng thang tại tầng 1 sẽ tác động, tiếp điểm I3.1 đóng lại. Khi cờ DZ tại tầng 1 che móng ngựa 2 sẽ làm cho I2.7 có điện làm các bit trung gian M15.0 và phanh điện từ Q4.1 bị Reset nên buồng thang dừng lại. 51 _ Khi buồng thang dừng tại tầng 1 nên đèn báo vị trí buồng thang tại tầng 1 (Q2.1) sẽ sáng (do Counter = 0 M10.0 = “1”). 2. Khi có tín hiệu gọi thang (xét người gọi thang tại tầng 4 để đi xuồng tầng 2). _ Gọi thang đi xuống tại tầng 4: Nhấn I0.7  đèn nút nhấn gọi thang đi xuống tại tầng 4 (Q0.7) sẽ sáng (cho đến khi buồng thang dừng đúng tầng thì sẽ tắt), đồng thời mức logic M0.7 lên “1”. _ Mức logic M0.7 = “1” M2.3 = “1”. 52 _ M2.3 = “1” M3.3 được Set lên mức “1”. _ Khi M3.3 = “1”  tín hiệu làm cho buồng thang đi lên M5.1 = “1”, đồng thời cấp điện cho phanh điện từ Q4.1  má phanh hãm trục động cơ sẽ nhả ra  buồng thang được phép di chuyển. 53 _ Khi M5.1 = “1”  Q4.3 có điện  động cơ sẽ kéo buồng thang đi lên. Buồng thang chỉ đi lên khi thỏa các điều kiện sau: + Có tín hiệu làm cho thang đi lên M5.1 = “1”. + Phải đảm bảo các điều kiện an toàn M6.2 = “0”. _ Khi buồng thang đi lên, móng ngựa 1 (I2.6) sẽ lần lượt bị các lá cờ LVU1, LVU2, LVU3 che làm móng ngựa 1 sẽ xuất 3 tín hiệu vào chân CU của bộ đếm Counter 1 giá trị bộ đếm tăng lên 3. 54 _ Bộ chuyển đổi BCD_I sẽ đưa giá trị đếm vào bộ so sánh bằng M10.3 lên mức “1”. _ Khi thang lên đến tầng 4, muốn dừng lại, thì chương trình điều khiển phải thỏa các điều kiện sau: + Phải có tín hiệu tổng hợp làm thang đi lên tầng 4 M3.3 = “1” + Buồng thang phải di chuyển theo hướng lên  Q4.3 = “1”. + Cảm biến nhận ra buồng thang đang ở tầng 4  I3.4 = “1”. + Giá trị của bộ đếm Counter phải bằng 3 M10.3 = “1”. 55 _ Khi đã thỏa các điều kiện trên, việc dừng buồng thang bằng tầng sẽ được thực hiện khi lá cờ DZ che móng ngựa 2 I2.7 = “1”. _ Khi buồng thang dừng, đèn nút nhấn gọi thang đi lên tầng 4 (Q0.7) sẽ tắt, tín hiệu làm cho thang đi lên tầng 4 (M3.3) cũng bị Reset. _ Chú ý: Việc dừng buồng thang phải kết hợp với việc cắt điện cho phanh điện từ (Q4.1), khi đó phanh sẽ kẹp chặt trục động cơ kéo buồng thang không để trục động cơ quay tự do. . _ Khi buồng thang dừng tại tầng 4, đèn báo vị trí buồng thang đang ở tại tầng 4 sẽ sáng lên (Counter = 3 M10.3 = “1”  Q2.4 = “1”) _ Đèn báo chiều buồng thang đang di chuyển theo hướng lên (Q2.6) chỉ sáng khi thang đang đi lên, lúc đó Q4.3 = “1”  Q2.6 = “1”. 56 _ Khi buồng thang dừng, bit trung gian làm mở cửa buồng thang M6.5 được Set lên “1”. Lúc này, ngõ ra Q4.4 cấp điện cho động cơ kéo cửa buồng thang và cửa tầng để thực hiện việc mở cửa thang. Buồng thang chỉ được phép mở cửa khi: + Thang không chuyển động lên hoặc xuống (Q4.2 và Q4.3 = “0”), nghĩa là thang phải đứng yên. + Phanh điện từ không có điện  Q4.1 = “0”. + Khi thang đang đóng cửa, nếu cảm biến cửa (I2.3 = “1”) phát hiện có người ra (vào) thì cửa sẽ lập tức mở ra. + Nếu vì một lý do nào đó, cảm biến cửa không nhận ra người đang ra (vào) buồng thang, cửa vẫn tiếp tục đóng, khi cạnh cửa chạm vào người, cửa vẫn lập tức mở ra mà không gây nguy hiểm cho người. Việc thực hiện chế độ mở cửa đó nhờ vào công tắc đặt 2 bên mép cửa (I2.1: công tắc mở cửa an toàn), khi cạnh cửa chạm vào người I2.1 = “1”. 57 _ Khi cửa mở hết, công tắc hạn chế mở cửa sẽ bị tác động làm cắt điện động cơ kéo cửa và Reset tín hiệu mở cửa (I1.6 = “1”  Q4.4 = “0” và M6.5 = “0”). _ Thời gian cho phép mở cửa là 5 giây tính từ lúc cảm biến cửa buồng thang (I2.3) không nhận ra có người ra (vào). + Khi có người  tiếp điểm I2.3 hở mạch  T1 không được cấp điện. + Khi không có người  tiếp điểm I2.3 đóng kín mạch  T1 được cấp điện, thời gian mở cửa bắt đầu được tính. 58 _ Khi T1 đếm đủ 5 giây, cửa sẽ bắt đầu đóng lại. Cửa chỉ có thể đóng lại khi thỏa các điều kiện sau: + Cửa phải mở hết (Q4.4 = “0)”. + Cảm biến cửa không nhận ra có người (I2.3 đóng kín mạch). + Công tắc mở cửa an toàn I2.1 không có tác động. + Buồng thang không chịu quá tải trọng (M5.7 = “0”). 3. Điều khiển thang đến tầng bên trong buồng thang (xét thang đang dừng ở tầng 4, người sử dụng muốn thang đi xuống tầng 2). 59 _ Khi buồng thang dừng tại tầng 4: + Cảm biến buồng thang tại tầng 4 là I3.4 = “1”. + Giá trị đếm của Counter 1 = 3 M10.3 = “1”. _ Nhấn nút I1.2 để điều khiển thang xuống tầng 2, bit M1.6 = “1”. _ Sau khi nhấn nút I1.2 để đưa thang xuống tầng 2, đèn của nút nhấn sẽ sáng lên (M1.6= “1”  Q1.2 = “1”). _ Tín hiệu làm cho thang đi xuống tầng 2 được Set lên mức logic “1”: M1.6 = “1” M3.6 = “1”. 60 _ Tín hiệu làm cho thang đi xuống tầng 2 được đưa vào tín hiệu điều khiển buồng thang đi xuống: M3.6 = “1”  M5.2 = “1”; và đồng thời cấp điện cho phanh điện từ Q4.1 = “1”. _ Động cơ thực hiện việc hạ buồng thang đi xuống: M5.2 = “1”  Q4.2 = “1”. 61 _ Khi buồng thang đi xuống từ tầng 4 (Counter 1 =3  M10.3 = “1”), đèn báo vị trí buồng thang tại tầng 4 (Q2.4) và chiều di chuyển theo hướng xuống của buồng thang (Q2.7) sẽ sáng lên. _ Khi thang đi xuống gần hết tầng 4, lá cờ LVD4 che móng ngựa 3, móng ngựa 3 gửi tín hiệu vào chân CD của Counter 1 làm giá trị đếm của Counter 1 giảm xuống còn 2. _ Khi thang xuống gần hết tầng 3 thì lá cờ LVD3 che móng ngựa 3, móng ngựa 3 tiếp tục gửi tín hiệu vào chân CD của Counter 1, giá trị đếm của Counter 1 giảm xuống còn 1. Lúc này, chương trình điều khiển hiểu rằng buồng thang sắp đi đến tầng 2. _ Do có sự kết hợp khóa chéo lẫn nhau giữa chiều thang đang di chuyển (đi lên hoặc đi xuống) với chân CU và CD của Counter 1, nên chỉ có một trang thái đếm (đếm lên hoặc đếm xuống) được thực hiện khi thang đến mỗi tầng theo một chiều nhất định. 62 _ Việc dừng buồng thang tại tầng 2 sẽ được thực hiện khi các yêu cầu sau được thỏa: + Có tín hiệu làm cho thang đi xuống tầng 2: M3.6 = “1”. + Buồng thang phải đi xuống: Q4.2 = “1”. + Giá trị đếm của Counter 1 = 1 M10.1 = “1”. + Cảm biến buồng thang tại tầng 2 nhận ra có buồng thang ở tại tầng 2: I3.2 = “1”. + Buồng thang sẽ dừng bằng tầng khi lá cờ DZ che móng ngựa 2. 63 _ Khi buồng thang dừng tại tầng 2, đèn nút nhấn điều khiển đến tầng 2 (Q1.2) và đèn chỉ chiều hoạt động của buồng thang theo hướng xuống sẽ bị tắt. _ Sau khi buồng thang dừng, cửa buồng thang sẽ được mở ra và đóng lại sau khoảng thời gian là 5 giây tính từ khi cảm biến cửa buồng thang không nhận ra có người ra/vào buồng thang. Quá trình hoạt động của hệ thống lúc này đã được trình bày như trên. _ Đối với quá trình điều khiển thang đi lên từ bên trong buồng thang, quá trình cũng sẽ xảy ra tương tự như khi gọi thang đi lên, nhưng ở đây tín hiệu làm cho thang đi lên sẽ được tạo ra từ bên trong buồng thang và tín hiệu đó sẽ tương ứng với mỗi tầng mà khách dùng thang muốn đi đến. 4. Dừng thang khi có tín hiệu gọi thang ưu tiên theo chiều mà thang di chuyển. _ Khi buồng thang đang di chuyển (xét từ tầng 4 xuống tầng 2). Trên đường thang xuống đến tầng 3, nếu có người nhấn nút gọi thang đi xuống tại cửa tầng 3, buồng thang sẽ dừng lại, đón người đó. Quá trình diễn ra như sau: 64 + Nhấn I0.6 để thực hiện việc gọi thang đi xuống tại tầng 3 (lúc này, buồng thang đang đi từ tầng 4 xuống tầng 3)  M4.7 = “1”. _ Khi buồng thang đến tầng 3 và thỏa điều kiện dừng ưu tiên tại tầng 3, buồng thang sẽ dừng lại. Những điều kiện này bao gồm: + Thang phải đi xuống: Q4.2 = “1”. + Giá trị của bộ đếm Counter 1 = 2 M10.2 = “1”. + Buồng thang chưa đi xuống khỏi tầng 3  I3.1 = “0” và I3.2 = “0”. _ Khi thang dừng, điện cấp cho phanh điện từ bị cắt Q4.1 = “0”, cửa mở M6.5 = “1”, đèn của nút nhấn gọi tầng sẽ tắt như một quá trình dừng thang bình thường khác. _ Bit thực hiện việc dừng thang ưu tiên M5.4 sẽ được Set lên “1”. 65 _ Khi M5.4 = “1”, tiếp điểm thường đóng của nó sẽ mở ra, việc cấp điện cho động cơ kéo buồng thang đi xuống tạm thời ngưng (do tín hiệu làm cho thang đi lên (M5.2) ở phía trước vẫn còn được duy trì). _ Do cửa buồng thang mở ra, nên tín hiệu bảo đảm an toàn cho buồng thang M6.2 sẽ tác động, mở tiếp điểm của nó bên mạch cấp điện cho động cơ. 66 _ Xét khi buồng thang đi xuống Q4.2 = “1”, nhưng do bit trung gian M9.2 chỉ tác động khi có xung cạnh xuống nên M5.6 = “0”. _ Khi buồng thang dừng lại, sẽ có xung cạnh xuống đi qua M9.2 nên M5.6 = “1” trong suốt khoảng thời gian buồng thang dừng Q4.2 = “0”. _ M5.6 = “1” nên tiếp điểm của nó sẽ đóng lại. Lúc này, cửa buồng thang chưa mở hết nên tín hiệu cửa M6.5 = “1”  tiếp điểm thường đóng của nó bên mạch cấp điện cho Timer 3 sẽ mở ra. Timer 3 vẫn chưa có điện. 67 _ Khi tín hiệu mở cửa bị xóa M6.5 = “0”, Timer 3 được cấp điện và đếm thời gian 1 giây. _ Sau 1 giây, tiếp điểm thường mở của Timer 3 sẽ đóng kín mạch và Reset tín hiệu dừng ưu tiên khi thang đi xuống M5.4 = “0”. 68 _ Do cửa vẫn chưa đóng nên tiếp điểm thường đóng M6.2 vẫn còn hở ra. Dù có tín hiệu làm cho thang đi xuống M5.2, nhưng do ngõ ra cấ điện cho phanh điện từ Q4.1 chưa có điện, nên vẫn chưa có điện cấp cho động cơ. _ Khi cửa đã đóng hoàn toàn, M6.2 = “0”, tiếp điểm thường đóng của nó trở về trạng thái ban đầu. Điện được cấp cho phanh điện từ Q4.1, lúc này mạch cấp điện cho buồng thang đi xuống đã đóng kín hoàn toàn. Buồng thang sẽ tiếp tục đi xuống tầng 2 mà không cần phải nhấn nút đến tầng 2 thêm một lần nữa. 69 _ Nếu người vừa vào nhấn nút đến tầng khác với tầng 2 mà thang sẽ đi xuống, thì lệnh điều khiển đó sẽ không được thực hiện, mà thang vẫn đi xuống tầng 2. 5. Quá trình điều khiển thang đến tầng sẽ được ưu tiên theo chiều buồng thang đang di chuyển. Ví dụ khi thang đang đi lên, việc điều khiển thang đi xuống chỉ thực hiện được khi không còn tín hiệu làm cho thang đi lên. _ Ta thấy khi có tín hiệu thang đang đi lên tầng 4 (M3.3 = “1”), đồng thời cũng có tín hiệu làm cho thang đi lên tầng 5 (M3.4 = “1”). 70 _ M5.1 = “1”  tiếp điểm thường đóng M5.1 hở ra, Timer 5 mất điện. _ Do tiếp điểm T5 mở ra  M5.2 = “0”, nên dù cho có tín hiệu làm cho thang đi xuống tầng 1, thang vẫn không thể đi xuống được. _ Sau khi buồng thực hiện xong lệnh làm cho thang lên tầng 4, nó sẽ tiếp tục đưa thang lên tầng 5. Do Timer 5 chưa kịp đóng tiếp điểm của nó bên mạch làm cho thang đi xuống (M5.2) thì M5.1 đã tiếp tục có điện, và tiếp tục đưa buồng thang lên trên tầng 5. _ Tiếp điểm T5 của Timer 5 chỉ đóng sau khi Timer 5 đếm được 1 giây, nghĩa là khi không còn tín hiệu để cho thang đi lên. 71 _ Tương tự như vậy khi thang đang đi xuống, Timer 6 sẽ thực hiện việc khóa chéo chiều đi lên. 6. Khi buồng thang gặp sự cố chạm công tắc hạn chế hành trình trên (HCT), hoặc hạn chế hành trình dưới (HCD). Lúc đó, điện cấp cho động cơ kéo buồng thang (Q4.0) và cho phanh điện từ (Q4.1)sẽ bị cắt ngay lập tức. Thang sẽ ngưng hoạt động và đứng yên. + Xét buồng thang chạm công tắc hạn chế hành trình trên: I3.6 = “1” M6.3=”1” _ Đèn báo thang chạm công tắc hành trình trên (Q3.1) sẽ sáng, chuông báo động nguy hiểm (Q3.3) sẽ reo, điện cấp cho động cơ (Q4.0) và cấp cho phanh điện từ (Q4.1) sẽ bị cắt. _ Việc cấp điện lại cho buồng thang hoạt động chỉ được thực hiện sau khi sửa chữa xong hư hỏng và Reset sự cố. 72 VI_ Phần kết _ Nội dung của phần giải thích trên đây chỉ nêu những mục chính quan trọng cần phải nắm được trong quá trình điều khiển thang máy. Trong phần lập trình dưới dạng LAD, mỗi một Network đều đã được đặt tên cho chương trình mà Network đó sẽ thi hành. Để nắm rõ hơn các nguyên tắc hoạt động khác có trong chương trình điều khiển thang máy, người xem cần phải nắm rõ địa chỉ và chức năng của mỗi ngõ vào, ngõ ra đồng thời kết hợp giữa phần giải thích các quá trình hoạt động đã được nêu ở phần trên với các Network còn lại. _ Lưu ý: Vì mục tiêu của phần giải thích là để người đọc có thể hiểu được những nguyên lý hoạt động cơ bản nhưng khá quan 73 trọng trong chương trình điều khiển thang máy. Nên khi thể hiện các bước hoạt động của mỗi Network, trạng thái (mức logic) của mỗi tiếp điểm có liên quan đến quá trình điều khiển đều được thay đổi cho phù hợp với chức năng mà nó đang thực hiện. Do đó, sẽ có sự khác biệt về trạng thái giữa các tiếp điểm trong phần nội dung giải thích với trạng thái các tiếp điểm được viết dưới dạng LADDER trong phần IV.3.B_ Chương trình điều khiển. _ Nguyên lý dừng buồng thang nhờ các cờ LVU_DZ_LVD phối hợp với 3 móng ngựa được sử dụng khá rộng rãi trong công nghệ điều khiển thang máy ở Việt Nam hiện nay, vì công nghệ điều khiển đó tương đối đơn giản và khá chính xác. _ Vì đây là thang máy 5 tầng, nên độ đòi hỏi về tốc độ di chuyển buồng thang là không cao. Do đó ta có thể dùng một cấp tốc độ để di chuyển buồng thang. Tuy nhiên, tốc độ đó phải đảm bảo không gây sốc cho hành khách sử dụng thang mỗi khi thang dừng. Nó dao động trong khoảng 30m/s  60m/s (tối đa là 60m/s).