攪動泵自動控制系統(tǒng).doc

1、目錄0引言11設(shè)計(jì)任務(wù)與要求21.1設(shè)計(jì)任務(wù)21.2設(shè)計(jì)要求22硬件設(shè)計(jì)32.1主電路部分設(shè)計(jì)方法32.2顯示部分設(shè)計(jì)方法32.3控制部分模塊42.4控制電路的保護(hù)環(huán)節(jié)53電器元件的選用63.1電動機(jī)的選擇63.2熔斷器的選擇63.3接觸器的選擇63.4熱繼電器的選擇63.5中間繼電器的選擇63.6時(shí)間繼電器的選擇74設(shè)計(jì)體會8參考文獻(xiàn)9- 9 -課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書0引言隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，自動化控制技術(shù)的集成應(yīng)用正起著越來越重要的作用。由于氣動技術(shù)、液壓技術(shù)、傳感器技術(shù)、PLC技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及通訊技術(shù)等學(xué)科的強(qiáng)烈相互滲透而形成的機(jī)電一體化技術(shù)，已成為當(dāng)今工業(yè)科技的重要組成部分。而電

2、氣控制技術(shù)則是其中一門主干學(xué)科。電氣控制技術(shù)是以各類電動機(jī)為動力的傳動裝置與系統(tǒng)為對象，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的控制技術(shù)。在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中的許多部門得到廣泛應(yīng)用。工業(yè)電氣控制,實(shí)踐性強(qiáng),與生產(chǎn)聯(lián)系緊密,運(yùn)用知識面寬.課程內(nèi)容具有機(jī)電液三者結(jié)合,強(qiáng)點(diǎn)和弱電結(jié)合的特點(diǎn)。在實(shí)際動手過程中把所學(xué)理論知識充分應(yīng)用，提高自身獨(dú)立工作能力和創(chuàng)造力，綜合運(yùn)用專業(yè)和基礎(chǔ)能力。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，新型控制策略的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術(shù)的面貌。在控制方法上，從手動控制發(fā)展到自動控制；在控制功能上，從簡單控制發(fā)展到智能化控制；在操作上，從笨重發(fā)展到信息化處理；在控制

3、原理上，從單一的有觸頭硬接線繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到以微處理器或微計(jì)算機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動控制系統(tǒng)?，F(xiàn)代電氣控制技術(shù)綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)、智能技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成果。1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1設(shè)計(jì)任務(wù)很多鐵質(zhì)零件在涂漆前其表面都涂有一層電泳漆，這樣既能防止氧化生銹，又能牢固地吸附涂在其表面上的油漆。而在鐵質(zhì)零件涂電泳漆時(shí)，電泳槽內(nèi)有一攪動泵時(shí)而運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)而停止，這樣既經(jīng)濟(jì)又節(jié)能，還可以達(dá)到攪動電泳漆使之不沉淀的目的。1.2設(shè)計(jì)要求（1）電動機(jī)功率為7.5kw；電機(jī)為全壓起動且為正反方向旋轉(zhuǎn)；（2）每次起動時(shí)先正轉(zhuǎn)2分鐘然后反轉(zhuǎn)2分鐘，連續(xù)工作2

4、0分鐘后停止工作，停止攪動15分鐘后再次起動電機(jī)進(jìn)行攪動工作。（3）電機(jī)應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)措施及總停控制；（4）系統(tǒng)要求有電源指示、運(yùn)行指示、電流指示及電壓指示。2硬件設(shè)計(jì)2.1主電路部分設(shè)計(jì)方法圖2-1主電路圖電路包含主電路、控制電路。電路通過熔斷器、開關(guān)、交流接觸器、熱繼電器等元件控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、啟停等狀態(tài)。同時(shí)主電路還能完成電流指示及電壓指示的功能。主電路通過兩個交流接觸器構(gòu)成，使起動電機(jī)正、反轉(zhuǎn)進(jìn)行攪動工作，從而達(dá)到攪動電泳漆使之不沉淀的目的。再通過過載保護(hù)器對電機(jī)起過載保護(hù)。當(dāng)使用電器有短路和超負(fù)荷工作時(shí)，過載保護(hù)器會斷開電源，保護(hù)電器故障進(jìn)一步擴(kuò)大；作為線路和設(shè)備的通斷裝置，并且

5、起到線路的作用，當(dāng)線路電流過大的時(shí)候，會自動脫扣，從而避免電流過大損壞設(shè)備和線路。主電路圖如圖2-1所示。2.2顯示部分設(shè)計(jì)方法對于簡單的線路控制,如攪動泵電路,一般采用分析法, 分析設(shè)計(jì)法是根據(jù)控制要求選擇一些成熟的典型基本環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)控制要求，而后再逐步完善線路功能的一種方法，并適當(dāng)配置聯(lián)鎖和保護(hù)等環(huán)節(jié)，使其組合成一個整體，成為滿足控制要求的完整電路。控制電路可分為兩部分，一部分為顯示檢測部分，另一部分為實(shí)質(zhì)控制部分。顯示部分主要由熔斷器、控制開關(guān)及燈泡組成。主要用于檢測電動機(jī)的工作狀態(tài)。P1用來顯示攪動機(jī)是否處于工作狀態(tài)，而P2用來顯示電動機(jī)是否在處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)。顯示部分電路圖如2-2所示。

6、當(dāng)電路通電后，小燈泡HL1立即點(diǎn)亮用來顯示電源已連接。當(dāng)電動機(jī)處在正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時(shí)，KM1或KM2分別閉合導(dǎo)致小燈泡HL2點(diǎn)亮，而當(dāng)電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動時(shí)，小燈泡HL2熄滅。如此便完成了控制電路的顯示部分。圖2-2顯示部分電路圖2.3控制部分模塊控制部分的電路就相對復(fù)雜一些了，主要用來完成電機(jī)每次起動時(shí)先正轉(zhuǎn)2分鐘然后反轉(zhuǎn)2分鐘，連續(xù)工作20分鐘后停止工作，停止攪動15分鐘后再次起動電機(jī)進(jìn)行攪動工作的要求。其原理是這樣的按下按鈕SB1，KA1得電，KA1自鎖，KA1觸頭閉合。KM1得點(diǎn)開關(guān)KM1閉合，電機(jī)得電正轉(zhuǎn)運(yùn)行，常閉開關(guān)KM1斷開，兩個延時(shí)開關(guān)KT1開始計(jì)時(shí)兩分鐘，兩分鐘后分別斷開和閉合。之后線圈

7、KM2、KT2、KA2得電，KA2自鎖，KA2觸頭閉合。常閉開關(guān)及常開開關(guān)KM2分別閉合及斷開，分別實(shí)現(xiàn)互鎖和電動機(jī)反轉(zhuǎn)功能。兩個延時(shí)開關(guān)KT2開始計(jì)時(shí)兩分鐘，兩分鐘后分別斷開和閉合，實(shí)現(xiàn)有反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換。而電機(jī)的啟動和停止控制則由最右邊的部分來完成。當(dāng)開關(guān)KM1閉合時(shí)，線圈KT3、KA3得電，KA3自鎖，KA3觸頭閉合。延時(shí)開關(guān)KT3開始計(jì)時(shí)二十分鐘，二十分鐘后閉合。之后線圈KT4、KA4得電，KA4自鎖，KA4觸頭閉合。延時(shí)開關(guān)KT4開始計(jì)時(shí)十五分鐘，十五分鐘后閉合，由此便實(shí)現(xiàn)了電動機(jī)的啟動和停止控制。2.4控制電路的保護(hù)環(huán)節(jié)(1)短路保護(hù) ：由FU1、FU2分別實(shí)現(xiàn)主電路與控制電路的短

8、路保護(hù)。(2)過載保護(hù)：由熱繼電器實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的長期過載保護(hù)。(3)欠壓和失壓保護(hù)：當(dāng)電源電壓嚴(yán)重下降或電壓消失時(shí)，接觸器電磁吸力急劇下降或消失，銜鐵釋放，各觸電復(fù)原，斷開電動機(jī)電源，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。由具有自保電路的接觸器控制來實(shí)現(xiàn)欠壓失壓保護(hù)。(4)電動機(jī)的接地保護(hù)：接電線PE。圖2-3控制部分電路圖3電器元件的選用3.1電動機(jī)的選擇傳輸線為一般中小型設(shè)備，負(fù)載為一般任務(wù)，設(shè)備無特殊要求，選用經(jīng)濟(jì)、簡單、可靠且具有防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電動機(jī)內(nèi)部的特點(diǎn)的Y160L-8全封閉自扇冷式龍興三相異步電動機(jī)，B級絕緣，額定電壓380V，額定電流17.7A，頻率50HZ，額定功率7.5KW。3.2熔斷

9、器的選擇選用要求：在電氣設(shè)備正常運(yùn)行是，熔斷器不應(yīng)熔斷，在出現(xiàn)短路是，應(yīng)立即熔斷；在電流發(fā)生正常變動（電動機(jī)啟動）時(shí)，熔斷器不應(yīng)熔斷在用電設(shè)備持續(xù)過載時(shí)，應(yīng)延時(shí)熔斷。對熔斷器的選用主要包括類型和熔體額定電流的確定。熔斷器的額定電壓要大于或等于電路的額定電壓；額定電流根據(jù)負(fù)載的保護(hù)特性和短路電流的大小來選擇。YL160-8電動機(jī)為感性負(fù)載，起動電流為額定電流的5.5倍，根據(jù)籠型電動機(jī)其熔斷器的額定電流為：單臺電動機(jī) INF=(1.5-2.5) INM，得INF26.55A。選擇RL6-63，額定電壓為500V，熔斷器額定電流為63A，熔斷體額定電流為35A。對于指示燈負(fù)載，熔體的額定電流應(yīng)略大于

10、或等于負(fù)載電流選用RL6-25，熔斷體額定電流為2A。3.3接觸器的選擇選擇要求：根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的工作任務(wù)、控制對象的工作參數(shù)和控制回路電壓來選擇。 傳輸帶中交流接觸器控制的電動機(jī)負(fù)載為一般任務(wù)且是斷續(xù)周期工作制，故只要使選用的接觸器的額定電壓和額定電流等于或稍大于電動機(jī)的額定電壓和電流即可。選用CJ10-20。 3.4熱繼電器的選擇選擇熱繼電器作為電動機(jī)的過載保護(hù)時(shí)，應(yīng)使選擇的熱繼電器的安秒特性位于電動機(jī)的過載特性之下，并盡可能地接近甚至重合，以充分發(fā)揮電動機(jī)的能力，同時(shí)使電動機(jī)在短時(shí)過載和啟動瞬間【(47)IN電動機(jī)】時(shí)不受影響。電動機(jī)的過載保護(hù)時(shí)應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器。根據(jù)

11、熱繼電器的額定電流應(yīng)大于電動機(jī)的額定電流來確定熱繼電器的型號， 熱繼電器的熱元件額定電流應(yīng)略大于電動機(jī)的額定電流。 選用JR20-63，熱元件號為2U。3.5中間繼電器的選擇電磁式中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電磁電壓繼電器，其特點(diǎn)是觸頭多、觸頭容量較大（額定電流5A10A）和動作靈敏（動作時(shí)間小于0.05S）。其主要用途為當(dāng)其他繼電器的觸頭對數(shù)或觸頭容量不夠時(shí)，可借助中間繼電器來擴(kuò)大它們的觸頭數(shù)或觸頭容量，起到中間轉(zhuǎn)換作用。由于中間繼電器只要求線圈電壓為零時(shí)能可靠釋放，對動作參數(shù)無要求，所以沒有調(diào)節(jié)裝置。3.6時(shí)間繼電器的選擇時(shí)間繼電器是指從接受信號到執(zhí)行元件（觸頭）動作有一定時(shí)間間隔的繼電器。其特

12、點(diǎn)是接收信號后，執(zhí)行元件能夠按照預(yù)定時(shí)間延時(shí)工作，廣泛應(yīng)用于工業(yè)及家用電器等自動控制中。時(shí)間繼電器概括起來可分為電氣式和機(jī)械式兩大類。電氣式時(shí)間繼電器有電磁阻尼式、電動式、電子式時(shí)間繼電器；機(jī)械式時(shí)間繼電器有空氣阻尼式、鐘表式時(shí)間繼電器等。按延時(shí)方式又分為：通電延時(shí)型、斷電延時(shí)型和帶瞬動觸電的通電延時(shí)型。4設(shè)計(jì)體會本次課程設(shè)計(jì)，總體來講還是比較簡單的，但是整個過程當(dāng)對于初學(xué)工廠電氣控制的學(xué)生無疑是一次鍛煉，對于我們電氣工程方面的專業(yè)知識的掌握有很大的幫助，最終在老師的嚴(yán)格規(guī)定和教導(dǎo)下，在同學(xué)們的幫助下，還是順利的完成任務(wù)。在整個設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，出現(xiàn)了諸多的問題，比如元件的選擇，線型與粗細(xì)，軟件的操作等，都需要我們認(rèn)真的斟酌。設(shè)計(jì)中還必須考慮到可行性和節(jié)能性，適當(dāng)?shù)倪壿嫿M合可以減少器件的選用，同時(shí)減少了能耗。這種能力是需要我們在日常學(xué)習(xí)工作中不斷積累，所以本次課設(shè)意義重大。課設(shè)結(jié)束了，但心里總是停不下來，只要坐在電腦前，就想打開CAD軟件，畫幾個圖，哪怕記憶幾個元件。我對CAD有著濃厚的興趣，也許興趣是最好的老師。我想，在以后的學(xué)習(xí)生活中，我將熱