通風機監(jiān)控系統(tǒng)論文

1、課 程 設 計 說 明 書目 錄1 引言. 12 設計要求. 22.1設計任務. 22.2設計要求. 23 設計任務與要求. 33.1設計過程中應遵循的原則. 33.2設計思路. 33.3主電路的設計及控制. 33.4控制電路的設計及控制. 43.5指示電路的設計. 43.6指示電路原理圖. 73.7保護電路環(huán)節(jié)的設計. 74 電氣元件的選用. 84.1電動機的選擇. 84.2熔斷器的選擇. 84.3接觸器的選擇. 84.4熱繼電器的選擇. 84.5中間繼電器的選擇. 84.6時間繼電器. 94.7控制按鈕. 94.8 指示燈 . 94.9 所用控制元件清單 . 105 AutoCAD簡介 .

2、 115.1AutoCAD介紹. 115.2AutoCAD2004的主要功能. 115.3繪圖流程. 126 總結. 14參考文獻. 15附錄 1. 16附錄 2. 16課 程 設 計 說 明 書1 引言電氣控制技術是以各類電動機為動力的傳動裝置與系統(tǒng)為對象，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的控制技術。電氣控制系統(tǒng)是其中的主干部分，在國民經(jīng)濟各行業(yè)中的許多部門得到廣泛應用，是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的重要技術手段。隨著科學技術的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的不斷改進，特別是計算機技術的應用，新型控制策略的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術的面貌。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；

3、在操作上，從笨重發(fā)展到信息化處理；在控制原理上，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算機為中心的網(wǎng)絡化自動控制系統(tǒng)。作為生產(chǎn)機械動力的電機拖動，經(jīng)歷了漫長的發(fā)展過程。20世紀初，電動機直接取代蒸汽機。開始是成組拖動，用一臺電動機通過中間機構（天軸）實現(xiàn)能量分配與傳遞，拖動多臺生產(chǎn)機械。這種拖動方式電氣控制線路簡單，但機構復雜，能量損耗大，生產(chǎn)靈活性也差，不適應現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。20世紀20年代，出現(xiàn)了單電機拖動，即由一臺電動機拖動一臺生產(chǎn)機械。單電機拖動相對成組拖動，機械設備結構簡單，傳動效率提高，靈活性增大，這種拖動方式在一些機床中至今仍在使用。隨著生產(chǎn)發(fā)展及自動化程

4、度的提高，又出現(xiàn)了多臺電動機分別拖動各運動機構的多電機拖動方式，進一步簡化了機械結構，提高了傳動效率，而且使機械的各運動部分能夠選擇最合理的運動速度，縮短了工時，也便于分別控制。1課 程 設 計 說 明 書2設計要求2.1設計任務某一生產(chǎn)設備（如油漆涂裝生產(chǎn)線），在進行運行時要求有送風系統(tǒng)，通過風力把未噴到零件表面上的漆霧從空中帶走或壓入循環(huán)流動的水中而帶走。此送風系統(tǒng)由三臺電動機控制，每臺電動機可單獨工作也可同時工作。2.2設計要求1、每臺電機均為10kw，要求全壓起動，單方向旋轉；2、每臺電機應有相應的保護措施和總停控制；3、電動機工作時要求有運行指示。若只有一臺電機在運行，則綠燈亮；若有

5、兩臺電機在運行，則黃燈亮；若三臺同時運行，則白燈亮；若三臺電機均不工作，則紅燈以亮一秒停一秒的方式不停地閃爍；4、系統(tǒng)要求有電源指示，電流指示及電壓指示。2課 程 設 計 說 明 書3 設計任務與要求3.1設計過程中應遵循的原則在電氣控制系統(tǒng)的設計過程中，通常應遵循以下幾個原則：1、最大限度滿足生產(chǎn)機械和生產(chǎn)工藝對電氣控制的要求。生產(chǎn)機械和生產(chǎn)工藝對電氣控制系統(tǒng)的要求是電氣設計的依據(jù)，這些要求常常以工作循環(huán)圖、執(zhí)行元件動作節(jié)拍表、檢測元件狀態(tài)表等形式提供。對于有調(diào)速要求的場合，還應給出調(diào)速技術指標。其他如起動、轉向、制動、照明、保護等要求，應根據(jù)生產(chǎn)需要充分考慮。2、在滿足控制要求的前提下，設

6、計方案應力求簡單、經(jīng)濟合理，不要盲目追求高指標，造成不必要的高投資。3、妥善處理機械與電氣關系。很多生產(chǎn)機械是采用機電結合控制方式來實現(xiàn)控制要求的，要從工藝要求、制造成本、結構復雜性、使用和維護等方面協(xié)調(diào)處理好二者關系。4、正確合理地選用電器元件，以實用為原則。選用新型號電器可以提高可靠性，減小體積，盡可能不要選用舊型號電器。5、確保電氣設備安全性、可靠性高，兼顧設備使用和維護方便3.2設計思路根據(jù)設計任務及要求，電氣控制原理圖分為主電路，控制電路和指示電路。主回路設計需要一個刀開關,三個熔斷器（過流保護），三臺電動機，三個接觸器，三個熱繼電器（過載保護），一個電流互感器，一個變壓器，一個電壓

7、表，一個電流表，一個指示燈?？刂苹芈沸枰邆€按鈕（四個常閉，三個常開），兩個熔斷器。指示回路需要四個指示燈（紅，.綠，.黃，白），兩個時間繼電器（110V）。考慮到觸點，還需要四個中間繼電器（110V）。3.3主電路的設計及控制每臺電動機可單獨工作也可同時工作，要求全壓啟動，單方向旋轉，每臺電機應有相應的保護措施和總?？刂?。主電路采用電壓380V，控制電路電壓110V.使用空氣開關或刀開關加熔斷器做電源開關，用接觸器來控制電機接通電源，三個熱繼電器分別做三個電動機的斷相與過載保護，指示燈HL5做電源指示。經(jīng)過變壓器PT降壓后，電壓表做相間電壓指示。接在電流互感器上的電流表做單相電流指示。三個電

8、動機以及電流表，電壓表，指示燈均接地保護。主電路圖如下：3課 程 設 計 說 明 書圖 1 主電路圖3.4控制電路的設計及控制變壓器TC2把電壓降到110V，熔斷器FU5短路保護。按鈕SB1為總停，SB2、SB4、SB6分別作三臺電動機的停止按鈕，SB3、SB5、SB7分別作三臺電動機的啟動按鈕，且用接觸器的輔助常開觸點并聯(lián)啟動按鈕起自鎖作用。指示燈TJ1，TH2，TH3,TH4的顏色分別為綠紅白黃，分別做一臺電機工作，兩臺電機工作，三臺電機工作，三臺電機均不工作的指示燈。控制電路圖如下：圖2 控制電路圖3.5指示電路的設計邏輯設計法：設：三臺通風機為A.B.C,綠燈為F1，黃燈為F2，白燈為

9、F3，紅燈為F4。令開機為“1”，停機“0”。 燈亮為“1”，不亮為“0”。4課 程 設 計 說 明 書3.5.1綠燈亮的設計1真值表：表 1 綠燈設計的真值表0 0 12邏輯式：F1=3控制線路：0 1 010 01 1 1圖3 黃燈控制電路3.5.2黃燈亮的設計1真值表：表 2 黃燈設計的真值表A 0 1 12邏輯式：F2=3控制線路：B 1 1 0C 10 1F2 1 1 1圖4 黃燈控制電路5課 程 設 計 說 明 書3.5.2白燈亮的設計1真值表：表 3 白燈設計的真值表 12邏輯式：F3=ABC3控制線路： 1 1 1圖5 黃燈控制電路 3.5.3紅燈亮的設計1真值表：表 4 紅燈

10、設計的真值表 A2邏輯式：F3=B C F43紅燈亮一秒，停一秒可由時間繼電器完成，如下圖：圖6 紅燈控制電路線路通電后，指示燈紅燈得電亮和線圈KT1同時得電，常開觸點KT1延時1S閉合，線圈KT2和KA4同時得電，常閉觸點KA4斷開，指示燈滅，同時常閉觸點KT2延時1S斷開，線圈KT1，KT2，KA4均失電，斷開的常閉觸點KT2瞬間閉合，常閉觸點KA4和指示燈再次得電,如此循環(huán)實現(xiàn)紅燈亮一秒，停一秒。6課 程 設 計 說 明 書3.6指示電路原理圖本次課設所涉及的顯示電路如下：圖 7 指示電路（一）圖 8 指示電路（二）其中，電壓表顯示的是相間電壓，電流表顯示的是相電流。3.7保護電路環(huán)節(jié)的

11、設計（1）短路保護 由FU1、FU2實現(xiàn)主電路的短路保護，F(xiàn)U3,FU4,FU5實現(xiàn)控制電路的短路保護。（2）過載保護 由熱繼電器實現(xiàn)電動機的長期過載保護。（3）欠壓和失壓保護 當電源電壓嚴重下降或電壓消失時，接觸器電磁吸力急劇下降或消失，銜鐵釋放，各觸電復原，斷開電動機電源，電動機停轉。由具有自保電路的接觸器控制來實現(xiàn)欠壓失壓保護。（4）電動機的接地保護 接電線PE。（5）電流表電壓表指示燈接地保護7課 程 設 計 說 明 書4 電氣元件的選用4.1電動機的選擇傳輸線為一般中小型設備，負載為一般任務，設備無特殊要求，選用經(jīng)濟、簡單、可靠且具有防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電動機內(nèi)部的特點的Y1

12、60L-8全封閉自扇冷式龍興三相異步電動機，B級絕緣，額定電壓380V，額定電流17.7A，頻率50HZ，額定功率7.5KW。4.2熔斷器的選擇選用要求：在電氣設備正常運行是，熔斷器不應熔斷，在出現(xiàn)短路是，應立即熔斷；在電流發(fā)生正常變動（電動機啟動）時，熔斷器不應熔斷在用電設備持續(xù)過載時，應延時熔斷。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)負載的保護特性和短路電流的大小來選擇。YL160-8電動機為感性負載，起動電流為額定電流的5.5倍，根據(jù)籠型電動機其熔斷器的額定電流為：單臺電動機 INF=(1.5-2.5) INM，得INF2

13、6.55A。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。對于指示燈負載，熔體的額定電流應略大于或等于負載電流選用RL6-25，熔斷體額定電流為2A。4.3接觸器的選擇選擇要求：根據(jù)接觸器所控制負載的工作任務、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負載為一般任務且是斷續(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的額定電壓和電流即可。選用CJ10-20。4.4熱繼電器的選擇選擇熱繼電器作為電動機的過載保護時，應使選擇的熱繼電器的安秒特性位于電動機的過載特性之下，并盡可能地接近甚至重合，以充分發(fā)揮

14、電動機的能力。熱繼電器（Thermal over-load Relay）主要用于電機過載保護。熱繼電器分兩相式、三相式、三相帶缺相保護式 三種形式選擇依據(jù)是：形式、額定電流。熱繼電器熱元件的整定電流可調(diào)，范圍約為 0.8到1.2 I FR（熱繼電器的額定電流）熱繼電器熱元件的整定電流一般按0.95到1.05I（選用，e電動機的額定電流）對過載能力較差的電機可選得更小些。本次選取熱繼電器型號為JR10-10。4.5中間繼電器的選擇電磁式中間繼電器實質上是一種電磁電壓繼電器，其特點是觸頭多、觸頭容 8課 程 設 計 說 明 書量較大（額定電流5A到10A）和動作靈敏（動作時間小于0.05S）。其主

15、要用途為當其他繼電器的觸頭對數(shù)或觸頭容量不夠時，可借助中間繼電器來擴大它們的觸頭數(shù)或觸頭容量，起到中間轉換作用。由于中間繼電器只要求線圈電壓為零時能可靠釋放，對動作參數(shù)無要求，所以沒有調(diào)節(jié)裝置。 4.6時間繼電器時間繼電器可分為通電延時型和斷電延時型兩種類型，主要類型及特點如下：1、空氣阻尼式時間繼電器又稱為氣囊式時間繼電器，它是根據(jù)空氣壓縮產(chǎn)生的阻力來進行延時的，其結構簡單，價格便宜，延時范圍大（0.4到180s），但延時精確度低。2、電磁式時間繼電器延時時間短（0.3到1.6s），但它結構比較簡單，通常用在斷電延時場合和直流電路中。3、電動式時間繼電器的原理與鐘表類似，它是由內(nèi)部電動機帶動

16、減速齒輪轉動而獲得延時的。這種繼電器延時精度高，延時范圍寬（0.4到72h），但結構比較復雜，價格很貴。4、晶體管式時間繼電器又稱為電子式時間繼電器，它是利用延時電路來進行延時的。這種繼電器精度高，體積小。此次課設采用的型號是JS7-1A。4.7控制按鈕控制按鈕（Push-button）：是一種結構簡單，應用廣泛的主令電器，是一種用來短時接通/斷開小電流控制電路的主令電器選擇依據(jù)是：觸點對數(shù)、動作要求、結構形式、顏色、是否自帶指示燈等； 電壓等級、通流能力（1到8A）。.一般 啟動按鈕 綠色停止按鈕 紅色緊急操作 蘑菇式按鈕4.8 指示燈為了節(jié)約成本，本次課設所用的指示燈為低功率110V的節(jié)能

17、燈。 其中電源指示燈HL5可以選取功率大一點的，以便達到照明的作用。由于電動機工作時要求有運行指示。若只有一臺電機在運行，則綠燈亮；若有兩臺電機在運行，則黃燈亮；若三臺同時運行，則白燈亮；若三臺電機均不工作，則紅燈以亮一秒停一秒的方式不停地閃爍。所以指示燈HL1，HL2，HL3，HL4要分別選取綠，黃，白，紅燈，以便區(qū)分運行狀態(tài)。9課 程 設 計 說 明 書4.9 所用控制元件清單本次課設所用到的元件如下：表 5 所用元件清單元件名稱 中間繼電器 按鈕 刀開關 電壓表 電流表 熱繼電器 交流接觸器 時間繼電器 熔斷器 變壓器 電流互感器 電壓互感器 元件符號 KA SB QS V A FR K

18、M KT UF TC CT PT 數(shù)量（個） 4 7 1 1 1 3 3 3 5 2 1 110課 程 設 計 說 明 書5 AutoCAD簡介5.1AutoCAD介紹AutoCAD是由美國Autodesk歐特克公司于二十世紀八十年代初為微機上應用CAD技術（Computer Aided Design，計算機輔助設計）而開發(fā)的繪圖程序軟件包，經(jīng)過不斷的完善，現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD具有良好的用戶界面，通過交互菜單或命令行方式便可以進行各種操作。它的多文檔設計環(huán)境，讓非計算機專業(yè)人員也能很快地學會使用。在不斷實踐的過程中更好地掌握它的各種應用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作

19、效率。AutoCAD具有廣泛的適應性，它可以在各種操作系統(tǒng)支持的微型計算機和工作站上運行，并支持分辨率由320×200到2048×1024的各種圖形顯示設備40多種，以及數(shù)字儀和鼠標器30多種，繪圖儀和打印機數(shù)十種，這就為AutoCAD的普及創(chuàng)造了條件。5.2AutoCAD2004的主要功能1）二維繪圖與編輯功能基本二維圖形對象：直線、射線，構造線、圓、圓環(huán)、圓弧、橢圓、矩形、等邊多邊形、樣條曲線、多段線、云線等為封閉區(qū)域填充圖案、創(chuàng)建圖塊等功能二維編輯功能：刪除、移動、復制、鏡像、陣列、延伸、修剪、縮放等。2）文字標注功能文字說明、技術要求等。用戶設置文字樣式，以便使用不

20、同的字體、大小等設置標注文字各種形式的尺寸設置尺寸標注樣式可隨時更改己有標注值或標注樣式可實現(xiàn)關聯(lián)標注。曲面模型：長方體表面、棱錐面、楔體表面、球面、上半球表面、下半球表面、圓錐面、圓環(huán)面、旋轉曲面、平移曲面、直紋曲面、復雜網(wǎng)格面等基本實體模型：長方體、球體、圓柱體、圓錐體、楔體、圓環(huán)體等，還可以通過拉伸或旋轉二維對象來創(chuàng)建三維實體，大部分二維編輯命令適用于對三維圖形的操作，專門用于三維編輯的功能：三維旋轉、三維鏡像。三維陣列：對實體模型的邊、面以及體進行編輯；對基本實體進行布爾操作，以得到復雜實休模型；通過實體模型還能夠直接生成維多視圖等。三維圖形：改變觀察視點，從不同觀看方向顯示圖形；將繪

21、圖區(qū)域分成多個視區(qū)，在各個視區(qū)中從不同方位顯示同一圖形曲面模型或實體模型：消隱、著色或渲染，還可設置渲染時的光源、場景、材質、背景等。3）尺寸標注功能4）三維繪圖與編輯功能,創(chuàng)建各種形式的基本曲面模型和實體模型。5）視圖顯示方式設置11課 程 設 計 說 明 書以多種方式放大或縮小所繪圖形三維動態(tài)觀察器動態(tài)觀察三維圖形利用標準文件功能，可以對諸如圖層、文字樣式、線型這樣的命名對象定義標準的設置利用圖層轉換器能夠將當前圖形圖層的名稱和特性轉換成己有圖形或標準文件對圖層的設置，即將不符合本部門圖層設置要求的圖形進行快速轉換 將圖形對象與外部數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行關聯(lián) 數(shù)據(jù)庫由獨立于AutoCAD的其他

22、數(shù)據(jù)庫應用程序（如Access、Oracle、FoxPro等）建立電子傳遞功能，能夠把AutoCAD圖形及其相關文件壓縮成ZIP文件或自解壓的可執(zhí)行文 件，以單個數(shù)據(jù)包的形式傳送給客戶、工作組成員或其他有關人員。超鏈接功能，能夠將AutoCAD圖形對象與其他對象（如文檔、數(shù)據(jù)表格、動畫、聲音等）建立鏈接。6）繪圖實用工具，設置繪圖圖層、線型、線寬、顏色通過繪圖輔助工具設置繪圖方式利用特性窗口編輯所選擇對象的特性。7）數(shù)據(jù)庫管理功能8）Internet功能AutoCAD 2004的網(wǎng)上發(fā)布向導可方便、迅速創(chuàng)建格式化的Web頁還提供一種安全、適宜于在Internet以上發(fā)布的文件格式DWF格式，A

23、utodesk公司提供的WHIP插件可在瀏覽器上瀏覽這種格式的圖。5.3繪圖流程1、雙擊“PCschematic”圖標進入繪圖畫面；2、打開“文件”+“新建”；3、選擇“DEMOSTART”；4、添加“設計名稱、用戶名、設計者”等；5、單擊界面左側的“頁面菜單”，在設計圖中插入新的一頁，選擇“DPSA4H”，改頁面標題，如：把頁碼改為2；6、再插入一個裝配圖，選擇“DPSA3MECH”，改頁面標題，把頁碼改為3；7、點頁面菜單+選擇所需要改的頁面+左擊頁面菜單的右下角的“頁面數(shù)據(jù)”+“瀏覽”+“MISC+A4VDPS.SYM”；8、點頁面菜單+選擇所需要改的頁面+左擊頁面菜單的右下角的“頁面數(shù)

24、據(jù)”+“參考”把主電路的參考系統(tǒng)可見分區(qū)號激活然后再點擊縱坐標，使其分區(qū)號放在上側，同樣有控制電路圖的分區(qū)號放在下側；9、選擇“設置”+“數(shù)據(jù)庫”+“eldemo.”；10、畫線：選擇畫線圖標+（導線）+鉛筆+開始畫線，畫線終了時雙擊左鍵或單擊左鍵再點一下繪圖筆（或ESC），并確認即可；11、畫線時請選擇畫面左下角的參考（page）；12、添加符號：選擇符號圖標+鉛筆+選定的符號（按快捷鍵|D|，此時輸入 12課 程 設 計 說 明 書必須為英文輸入法狀態(tài)，選擇數(shù)據(jù)庫中的符號放到預定位置，點右鍵選擇還可使用的符號）；13、添加符號時如需查找就在類型中TYPE開始于的空格中輸入那類型的“第一個字

25、母”+“選擇”+“確定”；14、放入符號時，如需旋轉可以在符號選中的情況下按“空格鍵”或按工作界面中的第四行的旋轉按鈕；15、此時要想放此元件的其他部件時可選擇該元件再點右鍵選擇“顯示可用的”再選擇所需要的部件并放入到相應的頁面上；16、畫主電路、控制電路和輔助電路；17、布線分兩種，一是手動布線：在手動布線時請放大布線區(qū)域，選好精確捕捉尺寸再進行連線，因為這樣才能準確地連接，兩條線連上時，會出現(xiàn)繪圖筆+字鼠標狀態(tài)，這樣以便進行連接下一條線；若沒連上再顯示的是隨鼠標移動的連接線；二是自動布線：選擇“布線器”+“激活的”，這樣就可以自動布線了；畫好后可按ESC退出畫線狀態(tài)；18、選擇“清單”+“

26、更新所有清單”，此時所有的其他圖就自動生成了；19、刪除符號或連線時，會出現(xiàn)亂點，此時只要點“Ctrl+G”進行刷新；20、畫好圖后，選擇“清單”+“更新所有清單”，系統(tǒng)會自動生成其它圖形；21、檢查完所繪制圖并確認無誤后上傳主機并進行打印。13課 程 設 計 說 明 書6 總結由于時間緊張，本次課設所設計的電路圖有如下優(yōu)缺點：優(yōu)點：簡單實用操作方便，控制電路中只用按鈕就可實現(xiàn)電機的啟?？刂啤?指示電路中，采用不同顏色的指示燈便于識別電機運行的情況。 保護電路實現(xiàn)了對電路的各種保護，確保電機正確運行，防止安全事故發(fā)生。缺點：電機直接全壓啟動，對電網(wǎng)有影響，電機轉速不能調(diào)節(jié)。此次為期一周的電氣控制課程設計是我們第一次專業(yè)內(nèi)的比較復雜的課程設計，總體上對于我們電工與電子技術的掌握與提高有很大幫助，收獲頗多！最可喜的是，最終，通過我，還有老師、同學的指導與幫助，完成了設計要求。在此次設計過程中，我充分運用了單片