全自動增壓給水設(shè)備控制

1、四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系課程設(shè)計專業(yè)名稱： 建筑電氣工程技術(shù) 課程名稱： 建筑電氣控制技術(shù)課程設(shè)計 課題名稱： 全自動增壓給水設(shè)備控制 設(shè)計人員： 馬 健 指導(dǎo)教師： 趙 威 2014 年 6 月 11 日全自動增壓給水設(shè)備控制課程設(shè)計任務(wù)書一、課題名稱：全自動增壓給水設(shè)備控制二、技術(shù)指標(biāo)：本設(shè)計由主電路和控制電路構(gòu)成。主電路通過開關(guān)、熱繼電器直接以三角形接法接到電動機(jī)；控制電路通過水壓罐壓力表檢測水箱壓力，輸出開關(guān)信號，接通相應(yīng)的交流接觸器的主觸頭來控制電動機(jī)的運(yùn)行與停止；電壓電流表檢查主電路的工作與否；時間繼電器可實現(xiàn)電動機(jī)運(yùn)行15分鐘后水壓未達(dá)標(biāo)，點亮故障報警指示燈；通過刀閘開關(guān)、

2、熱繼電器可實現(xiàn)總停控制和必要的短路、過載保護(hù)。 本設(shè)備宜采用電信號控制型壓力表自動水位控制水箱抽水電路。通過壓力表輸出的開關(guān)信號控制電動機(jī)的運(yùn)行與停止。此電路具有成本少，配置靈活，測量水位誤差小，不受水箱里面水位上下浮動的影響，易于實現(xiàn)的優(yōu)點。采用電信號控制型壓力表自動水位控制水箱抽水電路。三、要求：1、水泵電機(jī)為三相異步電動機(jī)，功率11kw；2、全壓直接起動，單方向旋轉(zhuǎn)；3、水壓罐壓力表為具有上限與下限的電接點壓力表；4、水壓不足時，自動加水，水壓達(dá)到要求后，自動停止加水；5、加水3分鐘后，水壓仍未達(dá)標(biāo)時，點亮故障報警指示燈且發(fā)出音響信號；6、壓上、下限均有指示顯示，加水時有水泵運(yùn)行指示顯示

3、，有電源電壓、電流指示和指示燈指示7、有全自動和手動兩種控制方式；8、總?？刂坪捅匾亩搪?、過載保護(hù)。指導(dǎo)教師：趙威學(xué) 生：馬健電子工程系2014年6月11日課程設(shè)計報告書評閱頁課題名稱：全自動增壓給水設(shè)備控制班 級：建筑電氣工程技術(shù)姓 名：馬健 2014年6月 11日指導(dǎo)教師評語：考核成績： 指導(dǎo)教師簽名： 20 年 月 日摘要隨著生活水平的提高，用水的需求量越來越大，而樓房也建得越來越高，很多居民小區(qū)或高層建筑因為水壓不足而造成供水困難，給生活帶來很多不便。為了解決這一問題，本課程設(shè)計結(jié)合所學(xué)電氣控制知識，設(shè)計出一套簡單實用的自動增壓給水設(shè)備控制系統(tǒng)，采用電信號控制對管道水壓進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)水

4、壓低于某一壓力數(shù)值時自動啟動電機(jī)，高于某一壓力數(shù)值時自動停止，保證給水的正常。介紹了一些典型的繼電接觸控制線路，及其控制保護(hù)環(huán)境繪圖軟件主要使用的AutoCAD，學(xué)習(xí)了該繪圖軟件的基本繪圖方式，通過自己動手繪圖加深了對控制線路的理解。關(guān)鍵詞：電氣控制 供水系統(tǒng) AutoCAD 目 錄摘要I一、設(shè)計任務(wù)與要求11.1設(shè)計任務(wù)11.2設(shè)要求計1二、方案設(shè)計與論證12.1方案一22.2方案二22.3方案選擇2三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算33.1 設(shè)計思路33.2單元電路設(shè)計33.2.1主電路33.3.2控制電路4四、總原理圖及元器件清單54.1元器件清單54.2全自動增壓給水設(shè)備總原理圖64.3設(shè)計原

5、理結(jié)構(gòu)框圖7五、設(shè)計性能分析85.1設(shè)備自動操作分析85.2設(shè)備手動操作分析85.3音響、燈光信號警報85.4總停、短路、過載保護(hù)8六、心得體會9七、參考文獻(xiàn)1010全自動增壓給水設(shè)備一、設(shè)計任務(wù)與要求 1.1設(shè)計任務(wù)全自動增壓給水設(shè)備通過水壓罐壓力表檢測水箱壓力。當(dāng)水壓不足時，自動向水箱加水。當(dāng)水壓足夠時，自動停止加水，確保水壓滿足用戶需要。不當(dāng)水泵啟動加水一段時間后，水壓仍不正常時，發(fā)出故障報警信號。該設(shè)備用于住宅小區(qū)樓房供水時，可以放在樓下隱蔽處，既安全又不影響美觀，取代了傳統(tǒng)的專用水塔給水設(shè)備和放在樓頂?shù)乃涫浇o水設(shè)備。1.2設(shè)計要求1、水泵電機(jī)為三相異步電動機(jī)，功率11kw；2、全壓

6、直接起動，單方向旋轉(zhuǎn)；3、水壓罐壓力表為具有上限與下限的電接點壓力表；4、水壓不足時，自動加水，水壓達(dá)到要求后，自動停止加水；5、加水3分鐘后，水壓仍未達(dá)標(biāo)時，點亮故障報警指示燈且發(fā)出音響信號；6、壓上、下限均有指示顯示，加水時有水泵運(yùn)行指示顯示，有電源電壓、電流指示和指示燈指示7、有全自動和手動兩種控制方式；8、總?？刂坪捅匾亩搪贰⑦^載保護(hù)。二、方案設(shè)計與論證全自動增壓給水設(shè)備設(shè)計主要由主電路和控制電路構(gòu)成。主電路通過開關(guān)、熱繼電器直接以三角形接法（即全壓起動）接到電動機(jī)；控制電路通過水壓罐壓力表檢測水箱壓力，輸出開關(guān)信號，接通相應(yīng)的交流接觸器的主觸頭來控制電動機(jī)的運(yùn)行與停止；電壓電流表檢

7、查主電路的工作以及相應(yīng)的信號燈指示工作與否；時間繼電器可實現(xiàn)電動機(jī)運(yùn)行3分鐘后水壓未達(dá)標(biāo)，點亮故障報警指示燈，同時啟動聲音警報器；通過刀閘開關(guān)、熱繼電器、開關(guān)SB可實現(xiàn)總停控制和必要的短路、過載保護(hù)。2.1方案一方案一采用電信號控制型壓力表自動水位控制水箱抽水電路；通過壓力表輸出的開關(guān)信號控制電動機(jī)的運(yùn)行與停止。此電路具有成本少，配置靈活，測量水位誤差小，自動化程度高且精確，不受水箱里面水位上下浮動的影響，易于實現(xiàn)及控制的優(yōu)點。2.2方案二采用晶體管自動水位控制水箱抽水電路。通過接觸點的通電與否來控制電動機(jī)的運(yùn)行與停止。此電路需要晶體管、電容、接觸點片。在實際水位自動控制中，因水箱里面上下浮動

8、，使接觸導(dǎo)電觸點時通時斷，造成接觸器頻繁吸合釋放，很容易燒壞接觸器觸點。在一般的晶體管水位控制電路中，加一只電容，使三極管的導(dǎo)通或截止時間延遲，不使接觸器馬上動作，可保護(hù)接觸器觸點。此電路雖然簡單，但是增加了硬件的成本，而且測量水位誤差較大。2.3方案選擇比較上述兩個方案，此課程設(shè)計選擇方案二作為最終的設(shè)計方案，即采用電信號控制型壓力表自動水位控制水箱抽水電路。方案二具有成本少，配置靈活，測量水位誤差小，自動化程度高且精確，不受水箱里面水位上下浮動的影響，易于實現(xiàn)及控制的優(yōu)點。三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算3.1 設(shè)計思路設(shè)計思路如圖3-1設(shè)計步驟框圖：運(yùn)用CAD軟件繪圖課程設(shè)計理論設(shè)計實際電路的

9、安裝與調(diào)試撰寫課程設(shè)計報告圖3-1設(shè)計步驟框圖3.2單元電路設(shè)計3.2.1主電路1、根據(jù)設(shè)計任務(wù)以及要求設(shè)計全自動增壓給水設(shè)備的主電路圖3-2全自動增壓給水設(shè)備的主電路2、主電路元件參數(shù)計算及選擇（1） 電路的電源直接采用380V三相交流電源。（2） 電路開關(guān)型號選用HK1，額定電壓380V，額定電流60A。其額定電流為電動機(jī)的額定電流2-3倍，符合要求。（3） 水泵電機(jī)為三相異步電機(jī)，選用型號為Y160M-4，額定功率為11KW，額定電流23A，額定轉(zhuǎn)速1460r/min,功率因數(shù)為0.84，效率為88%。（4） 電流互感器采用型號為TA30 50A/5A，轉(zhuǎn)換開關(guān)采用LW5-16.D020

10、6/4。（5） 電壓表選用型號為SD-15V,電流表選用SD-20A。（6） 交流接觸器KM1型號為CJ10-40，其主觸頭額定電壓380V，額定電流40A。（7） 電路過載保護(hù)采用熱繼電器、熔斷器。其中熱繼電器型號為JR36-63 30-32A，額定電壓380V，額定電流為20-30A。根據(jù)資料得熱繼電器的額定電流為電動機(jī)額定電流的0.95-1.05倍。熔斷器的型號為RM10，額定電壓為380V，額定電流60A，熔體電流45A，符合要求。3.3.2控制電路1、根據(jù)設(shè)計任務(wù)的性能要求設(shè)計控制電路圖3-3全自動增壓給水設(shè)備的控制電路2、控制電路元件參數(shù)計算及選擇（1）控制電路熔斷器型號為RCIA

11、-10A，額定電流為380V，額定電流10A。（2）交流接觸器KM1選用CJ10-40，其輔助觸點額定電流為5A，額定電壓380V。（3）交流接觸器KM2、KM3選用型號為CJ10-5，額定電壓380V，額定電流5A。（4）時間繼電器選用型號JS7-4A，額定電壓380V，觸頭額定電流5A，延時范圍0.4-180s。（5）報警信號燈額定電壓380V，功率1.5W。（6）工作指示信號燈以及不工作狀態(tài)信號燈的額定電壓為380，功率1.5W。（7）開關(guān)SB選用型號為LA10-2K,額定電壓380V，額定電流5A。（8）位置開關(guān)型號為LX19-121，工作行程30，超行程20，額定電壓380V,額定電

12、流5A。（9）聲音報警器額定電壓380V,功率3W。四、總原理圖及元器件清單4.1元器件清單表4-1設(shè)備元器件清單4.2全自動增壓給水設(shè)備總原理圖圖4-1全自動增壓給水設(shè)備總原理圖4.3 設(shè)計原理結(jié)構(gòu)框圖水壓罐壓力表輸出開關(guān)信號高低低低KM3觸動KM2觸動控制電路KM1觸動KT觸動KM1閉合電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)且HRd亮主電路KM1斷開控制電路KM1失電HL亮且HAB響起3分鐘后水達(dá)標(biāo)HL不亮電動機(jī)停止且HGn亮3分鐘后未水達(dá)標(biāo)KT1閉合HAB復(fù)歸圖4-2全自動增壓給水設(shè)備原理結(jié)構(gòu)框圖五、設(shè)計性能分析5.1設(shè)備自動操作分析如圖4-1總原理圖，確保380V電源的正常下合上閘刀開關(guān)QS，將位置開關(guān)K至“自動

13、”檔位。當(dāng)水壓罐壓力表檢測到水箱壓力不足時，輸出“低”開關(guān)信號，交流接觸器KM2線圈得電，其常開觸點閉合。KM1線圈得電，其常開主觸頭閉合，電動機(jī)接通運(yùn)行。電壓電流表有示數(shù)顯示且HRd信號燈亮；當(dāng)水壓罐壓力表檢測到水箱壓力過高時，輸出“高”開關(guān)信號，交流接觸器KM3線圈得電，其常閉觸點斷開。交流接觸器KM1線圈失電，其主觸頭斷開，電動機(jī)停止且指示信號燈HGn亮。5.2設(shè)備手動操作分析將位置開關(guān)K至“手動”檔位。當(dāng)水箱壓力不足時，然后按下SB2，交流接觸器KM1線圈得電，SB2并聯(lián)KM1常開觸頭自鎖，電壓電流表有示數(shù)顯示且HRd信號燈亮。KM1常開主觸頭閉合，電動機(jī)運(yùn)行。按下SB1可使電動機(jī)停止

14、，電動機(jī)停止且指示信號燈HGn亮。5.3音響、燈光信號警報當(dāng)電動機(jī)運(yùn)行3分鐘后水壓仍未達(dá)標(biāo)時，時間繼電器KT線圈得電，其常開觸點（延時三分鐘）閉合，信號燈HL接通發(fā)光，同時與其并聯(lián)回路報警器HAB發(fā)出聲音；由時間繼電器KT1線圈得電，其常閉觸頭(延時30秒)斷開，實現(xiàn)音響信號自動復(fù)歸。5.4總停、短路、過載保護(hù)當(dāng)設(shè)備不正常運(yùn)行時按下SB切斷控制回路電源；當(dāng)主電路電流電壓過大導(dǎo)致線路過熱，熔斷器FU1、2、3斷開或者熱繼電器FR吸合，F(xiàn)R輔助常閉觸點斷開，控制電路斷開，交流接觸器KM1線圈失電，其主觸頭斷開，電動機(jī)停止。六、心得體會通過全自動增壓給水設(shè)備控制課程設(shè)計，使我對CAD繪圖軟件的使用更

15、加熟悉，無論是文件管理還是工作界面管理，這都幫助我進(jìn)一步熟練掌握CAD的使用方法和操作過程，但還是有一些使用功能我未掌握，因此仍然需要加強(qiáng)學(xué)習(xí)。通過本課程設(shè)計使我深刻的掌握本學(xué)期建筑工程制圖也識圖這門課程，同時讓我學(xué)以致用，也讓我了解到書面得來的總是很淺顯的，真正做好一個實用的工程還需要做大量的工作，因此這一設(shè)計也讓我對即將的工作有一些了解。通過親自動手，了解到做好一個課程設(shè)計的確不容易，這需要我們掌握豐富的知識，并且懂得運(yùn)用；在設(shè)計的過程中要有一絲不茍的態(tài)度，認(rèn)真的對待才能減少錯誤的發(fā)生；通過網(wǎng)上查找，請教老師、同學(xué)，才能成功完成課程設(shè)計。本設(shè)計讓我體會了一些學(xué)習(xí)方法，也練就了我的耐心，提高了思考解決問題能力。更加為我即將畢業(yè)的論文設(shè)計奠定了一些基礎(chǔ)；比如對于資料