電氣控制綜合設計物流傳輸線自動控制系統(tǒng)

1、 電氣控制綜合設計設計說明書 物流傳輸線自動控制系統(tǒng)班級:_AP09047_學號:_33_姓名:_ 姚輝_成績:_課程設計任務書 一、課程設計內容現代企業(yè)在進行生產、裝配及傳輸時大都數都采用物流自動傳輸線來代替這些繁重的、重復性的工作。能否設計一個比較合理、安全、方面及節(jié)能的物流傳輸控制系統(tǒng)是一個企業(yè)提高其生產效率、降低成本的關鍵所在?，F以一個由三節(jié)皮帶鏈組成的物流傳輸線為設計對象進行設計。做為課程設計，忽略實際運行中的一些條件，不考慮傳送皮帶摩擦、張力、形變，三節(jié)皮帶直線傳輸，等長約10米，每節(jié)皮帶由1臺電機分別拖動主軸運轉，主軸安裝于皮帶中部。二、設計工藝要求假設根據實際生產已選定主軸三相

2、異步電動機參數：P=11kW，UN=380V，IN=22.6A，頻率50Hz，全壓起動，需設計電氣制動。其它設備由設計原理決定。具體工藝如下：1、每節(jié)傳輸線由一臺電機控制，電機均為單向旋轉。2、當第一節(jié)傳輸線檢測到有貨物時應相應的往下節(jié)傳輸，當貨物接近第二節(jié)傳輸線時，第二節(jié)傳輸線進行工作，準備傳輸快要到來的貨物，當貨物到第二節(jié)時，第一節(jié)傳輸線則停止運行；當貨物接近第三節(jié)傳輸線時，第三節(jié)傳輸線進行工作，準備傳輸快要到來的貨物，當化物到第三節(jié)時，第二節(jié)傳輸線則停止運行；然后貨物在第三節(jié)傳輸線的傳輸下送到指定加工或裝配地點；3、當第二節(jié)傳輸線上有物品時，第一節(jié)傳輸線則不能工作；若第三節(jié)的貨物未取走時

3、，第二節(jié)傳輸線則不能工作；4、要求每臺電機有相應的保護措施及運行指示；5、系統(tǒng)要求有電源指示、狀態(tài)指示，每臺電機也應有相應狀態(tài)指示。實現工藝要求需要解決的關鍵性問題：1、電機容量與起?？刂?；2、位置與貨物的有無檢測；3、各皮帶電機之間的制約關系。三、設計成果要求1、分析工藝要求，確定控制方案；2、設計電氣原理圖(用Autocad或Protel繪制),并分析電氣控制原理；3、選擇所用電器元件型號規(guī)格，列出元件明細表及價格預算表；4、實現基本的工藝設計，實現基本的接線圖；5、應有必要的保護；6、寫出設計說明書，并附上標準電氣圖紙；7、設計說明書應包括：目錄、緒論（工藝需求分析）、電氣原理設計（包括

4、保護設計）、電氣工藝設計（包括元件選型、元器件清單、接線圖）、使用說明（操作、維護說明）、參考文獻（參考標準）、附錄（所有電氣圖紙，并編號）。目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc282370010 1 緒論 PAGEREF _Toc282370010 h 1 HYPERLINK l _Toc282370011 2 物流傳輸線自動控制系統(tǒng)的設計簡介 PAGEREF _Toc282370011 h 2 HYPERLINK l _Toc282370012 2.1 設計內容 PAGEREF _Toc282370012 h 2 HYPERLINK l _Toc28237

5、0013 2.2 設計要求 PAGEREF _Toc282370013 h 2 HYPERLINK l _Toc282370014 2.3 課程設計的主要內容 PAGEREF _Toc282370014 h 2 HYPERLINK l _Toc282370015 3 電氣原理設計 PAGEREF _Toc282370015 h 3 HYPERLINK l _Toc282370016 3.1主電路 PAGEREF _Toc282370016 h 3 HYPERLINK l _Toc282370017 3.2控制電路設計 PAGEREF _Toc282370017 h 3 HYPERLINK l

6、_Toc282370018 3.3顯示電路設計 PAGEREF _Toc282370018 h 5 HYPERLINK l _Toc282370019 3.4保護電路的設計 PAGEREF _Toc282370019 h 6 HYPERLINK l _Toc282370020 4 電氣工藝設計 PAGEREF _Toc282370020 h 6 HYPERLINK l _Toc282370021 4.1元件選擇 PAGEREF _Toc282370021 h 6 HYPERLINK l _Toc282370022 電動機 PAGEREF _Toc282370022 h 6 HYPERLINK

7、l _Toc282370023 隔離開關 PAGEREF _Toc282370023 h 7 HYPERLINK l _Toc282370024 熔斷器 PAGEREF _Toc282370024 h 7 HYPERLINK l _Toc282370025 熱繼電器 PAGEREF _Toc282370025 h 7 HYPERLINK l _Toc282370026 接觸器 PAGEREF _Toc282370026 h 7 HYPERLINK l _Toc282370027 中間繼電器 PAGEREF _Toc282370027 h 8 HYPERLINK l _Toc282370028

8、行程開關 PAGEREF _Toc282370028 h 8 HYPERLINK l _Toc282370029 控制按鈕 PAGEREF _Toc282370029 h 8 HYPERLINK l _Toc282370030 指示燈 PAGEREF _Toc282370030 h 8 HYPERLINK l _Toc282370031 變壓器 PAGEREF _Toc282370031 h 8 HYPERLINK l _Toc282370032 4.2接線設計 PAGEREF _Toc282370032 h 9 HYPERLINK l _Toc282370033 5 設計說明 PAGEREF

9、 _Toc282370033 h 10 HYPERLINK l _Toc282370034 5.1操作說明 PAGEREF _Toc282370034 h 10 HYPERLINK l _Toc282370035 5.2元件明細表 PAGEREF _Toc282370035 h 11 HYPERLINK l _Toc282370036 個人總結 PAGEREF _Toc282370036 h 12 HYPERLINK l _Toc282370037 參考文獻 PAGEREF _Toc282370037 h 12 HYPERLINK l _Toc282370038 附錄 PAGEREF _Toc

10、282370038 h 14 TC l 1 緒論在科學技術日漸發(fā)達的今天，物流傳輸系統(tǒng)廣泛應用于各種場合，如郵政分揀系統(tǒng)、機場行李傳送線、物流推掛系統(tǒng)、礦場傳輸帶等等。隨著自動化程度的提高，智能化物流傳輸系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應用。目前，我國的物流傳輸還處在一個較為落后的狀態(tài)，設備比較陳舊，對物件的傳送處理還基本上是手工操作，勞動強度大，生產效率低。一般的物流傳送線都采用旋轉電機驅動，配合齒輪、蝸桿、鏈條等部件來傳動，驅動輸送線作直線運動。在多數場合，傳輸系統(tǒng)處于不間斷的工作狀態(tài)下，機械部件的磨損及產生的噪音都相當大，在伏在速度加快時就更加嚴重。這就使得設備的效率低下，使用年限不長，無法保證系

11、統(tǒng)運行的可靠性。隨著自動化程度的提高，對物流傳輸系統(tǒng)的驅動性能和靈活性提出了更高的要求。在歐美和一些發(fā)達國家（如美國、日本、德國、法國、意大利、丹麥等），都是大規(guī)模地采用了機械化和自動化的物流傳輸設備，這些設備傳輸速度快，生產效率高。新型的物流傳輸線由計算機智能化控制，傳輸速度快，生產效率高，并可實現對傳輸物流的自動分檢、歸類、選擇，適應了大規(guī)模物流傳輸和多批量靈活安排的需求2 物流傳輸線自動控制系統(tǒng)的設計簡介2.1 設計內容現代企業(yè)在進行生產、裝配及傳輸時大都數都采用物流自動傳輸線來代替這些繁重的、重復性的工作。能否設計一個比較合理、安全、方面及節(jié)能的物流傳輸控制系統(tǒng)是一個企業(yè)提高其生產效率

12、、降低成本的關鍵所在?，F以一個由三節(jié)皮帶鏈組成的物流傳輸線為設計對象進行設計。2.2 設計要求1.每節(jié)傳輸線由一臺電機控制，電機均為單向旋轉。2.當第一節(jié)傳輸線檢測到有貨物時應相應的往下節(jié)傳輸，當貨物接近第二節(jié)傳輸線時，第二節(jié)傳輸線進行工作，準備傳輸快要到來的貨物，當化物到第二節(jié)時，第一節(jié)傳輸線則停止運行；當貨物接近第三節(jié)傳輸線時，第三節(jié)傳輸線進行工作，準備傳輸快要到來的貨物，當化物到第三節(jié)時，第二節(jié)傳輸線則停止運行；然后貨物在第三節(jié)傳輸線的傳輸下送到指定加工或裝配地點；3.若第三節(jié)的貨物未取走時，第二節(jié)傳輸線把貨物傳到第二節(jié)接近終點時自動停止工作；若有貨物停在第二節(jié)，第一節(jié)傳輸線把貨物傳到第

13、一節(jié)接近終點時自動停止工作；4.要求每臺電機有相應的保護措施及運行指示；5.系統(tǒng)要求有電源指示，電流指示及電壓指示。2.3 課程設計的主要內容課程設計研究主要是針對項目設計中所遇到的各項難點問題進行的，主要包括以下幾方面內容：1、物流傳輸線自動控制系統(tǒng)的設計過程。2、物流傳輸線自動控制系統(tǒng)的操作說明。3 電氣原理設計現以一個由三節(jié)皮帶鏈組成的物流傳輸線為設計對象進行設計。3.1主電路因為三節(jié)傳送帶分條件啟動和停止，所以用三個電機來分別控制第一節(jié)、第二節(jié)和第三節(jié)傳送帶的啟停。由于只涉及到單向拖到，所以只需要三個接觸器的一個常開觸點KM1、KM2、KM3來控制電機的得電和停機。工藝要求對電機的運行

14、狀態(tài)（電流、電壓）進行顯示，所有要從電機三相中加入電壓互感器和電流互感器來引入電壓表和電流表。據此設計出如圖1-1所示的主電路。 1-1主電路圖3.2控制電路設計從運送貨物的方向出發(fā)，有貨物到來時用行程開關SQ1控制接觸器KM1得電，其常開出點閉合，接通主電路，電機正轉，第一節(jié)傳輸帶的啟動；貨物運動到接近第一節(jié)傳輸帶尾部時，有行程開關SQ2控制KM2得電，其常開觸點閉合，接通主電路，電機正轉，使第二節(jié)傳輸帶在貨物到來之前先啟動，使得貨物能夠平穩(wěn)的運送下去。當貨物到第二節(jié)傳輸帶首端時，行程開關SQ3動作時，中間繼電器KA2得電，KA2的常閉按鈕斷開，KM1線圈失電，切斷第一節(jié)傳送帶電機，使第一節(jié)

15、傳送帶停止傳送。貨物運動到接近第二節(jié)傳輸帶尾部時，有行程開關SQ4控制KM3得電，其常開出點閉合，接通主電路，電機正轉，使第三節(jié)傳輸帶在貨物到來之前先啟動，使得貨物能夠平穩(wěn)的運送下去。當貨物到第三節(jié)傳輸帶首端時，行程開關SQ5動作時，行程開關SQ5的常閉開關斷開，KM2線圈失電，切斷第二節(jié)傳送帶電機，使第二節(jié)傳送帶停止傳送。當貨物到第三節(jié)傳輸帶末端時，行程開關SQ6動作時，行程開關SQ6的常閉開關斷開，KM23線圈失電，第三節(jié)傳送帶停止運行。在物流傳輸自動控制系統(tǒng)原理圖的中，KA1為中間繼電器，保證控制電路持續(xù)有電，KM1控制電動機M1運行，KM2控制電動機M2運行，KM3控制電動機M3運行，

16、此外，根據物流傳輸線自動控制系統(tǒng)的設計要求，若第三節(jié)的貨物未取走時，第二節(jié)傳輸線把貨物傳到第二節(jié)接近終點時自動停止工作；若有貨物停在第二節(jié)，第一節(jié)傳輸線把貨物傳到第一節(jié)接近終點時自動停止工作；增設三個中間繼電器KA2,KA3, KA4由行程開關SQ3,SQ5,SQ6控制.三個行程開關SQ1、SQ2、SQ4分別安裝在每節(jié)傳輸帶的起始位置，三個行程開關SQ3、SQ5、SQ6分別安裝在第二節(jié)起始位置，第三節(jié)起始位置和末尾位置，它們動作的順序就如同序號。如圖1-2 圖1-2行程開關序號圖其控制電路設計如圖1-3所示。 1-3控制電路圖3.3顯示電路設計按照運行指示要求，KA1得電，則電源得電指示HB燈

17、亮；KM1得電，則第一節(jié)傳輸線運行，第一個電機運行，指示燈HL3亮；KM2得電，則第二節(jié)傳輸線運行，第二個電機運行，指示燈HL2亮； KM3得電，則第三節(jié)傳輸線運行，第三個電機運行，指示燈HL1亮。從主電路引入控制線路和顯示電路的電源時，因為所需電壓和電流的級別不同，所以應加入不同匝數比的降壓變壓器。顯示電路如圖1-4： 圖1-4 顯示電路從主電路引入控制線路和顯示電路的電源時，因為所需電壓和電流的級別不同，所以應加入不同匝數比的降壓變壓器。運用三個電壓互感器顯示三個電機的相間電壓；用電流互感器來顯示三個電機的電流。3.4保護電路的設計1. 在物流傳輸線自動控制系統(tǒng)電氣控制圖的基礎上，引入各種

18、保護措施，進一步完善所示設計的電路，短路保護：由FU1、FU2、FU3、分別實現主電路與控制電路的短路保護。過載保護：FR1電動機M1的熱繼電器，起過載保護。FR2電動機M2的熱繼電器，起過載保護FR3電動機M3的熱繼電器，起過載保護由熱繼電器實現電動機的長期過載保護。欠壓和失壓保護：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欠壓失壓保護。電動機的接地保護：接電線PE 2. 連鎖保護：中間繼電器KA1的常開觸頭對按鈕SB2進行短路，保證電路的持續(xù)運行。自鎖保護：接觸器KM1、KM2、KM3的常開

19、觸點分別對接觸器KM1、KM2、KM3進行自鎖保護。同時中間繼電器KA1、KA2的常開觸點分別對中間繼電器KA1、KA2進行自鎖保護?；ユi保護：行程開關SQ5,SQ6分別對接觸器KM2、KM3進行互鎖保護。4 電氣工藝設計4.1元件選擇元器件的選擇主要是對主電路及控制回路中必要的元器件進行選擇電動機為了合理選擇電動機的種類，應同時兩個方面的問題：一是電動機的性能，例如機械特性，起動性能和調速性能等；二是要知道生產工藝的特點，要使所選電動機的性能滿足生產機械的工藝要求。因此，根據具體要求，綜合以上各因素，應選擇Y系列中型三相籠型異步電動機，即選擇Y160-6型號的電動機三臺,價格1930元。4.

20、1.2隔離開關隔離開關主要用來隔離電源，以保證其他設備和線路的安全檢修選擇依據是：極數、額定電流、電壓類型、電壓等級、分斷能力、動作頻繁程度等。根據額定電流要求等，通過認真選取，最終選擇了型號為HR6-160的隔離開關，價格55元4.1.3熔斷器熔斷器（Fuse）主要用于短路保護。熔斷器結構上主要由熔斷器座、熔斷體（熔體）組成 臺電機： I FU = 1.5 2.5 I e （2-1）多臺電機： I FU = 1.5 2.5 I Nmax + I e （2-2）式中I Nmax 功率最大電機的額定電流 I e 除去功率最大電機之外，其余電機額定電流之和取2.5，可以選用額定電流為63A的熔斷器

21、，FU1選擇型號為RT16-1的熔斷器，其熔體額定電流為63A，額定電壓為380V。價格18元。FU2，FU3選擇型號為RO15的熔斷器，其熔體額定電流為4A，額定電壓為24V。價格1.5元。4.1.4熱繼電器熱繼電器主要用于電機過載保護熱繼電器熱元件的整定電流一般按0.95 1.05 I e（電動機的額定電流）選用，對過載能力較差的電機可選得更小些。通過選取FR1、FR2，得型號為JR28-25，額定電壓為380V，因為電動機的額定電流為22.6A，所以選擇調整電流為25A的熱繼電器,價格25元。4.1.5接觸器選擇依據是：主觸頭數、額定電流（I KM）、線圈控制電壓的類型、等級等。對于電動

22、機負載，可按下面的經驗公式計算接觸器的額定電流： I KM = Pe / （K Ue） （2-3）式中Pe 電機的額定功率Ue 電機的額定線電壓K 經驗系數 ， 取1 1.4考慮到接觸器與熱繼電器的配套使用，選擇型號為CJX2-2501的接觸器KM1、KM2，KM3其額定工作電流為25A，額定電壓為380V，價格35元4.1.6中間繼電器中間繼電器在結構上是一個電壓繼電器，是用來轉換控制信號的中間元件。中間繼電器通常用來放大信號，增加控制電路中控制信號的數量，以及作為信號傳遞、連鎖、轉換以及隔離用。KA1、KA2，KA3、KA4功能為將信號傳遞給有關控制元件（中間轉換作用），選用LY4N-J，

23、觸頭額定發(fā)熱電流為10A，價格十元4.1.7行程開關行程開關：是一種常用的小電流主令電器。利用生產機械運動部件的碰撞使其觸頭動作來實現接通或分斷控制電路，達到一定的控制目的。在電氣控制系統(tǒng)中，行程開關的作用是實現順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測。用于控制機械設備的行程及限位保護。本系統(tǒng)中用行程開關實現傳送帶的自動順序停止，采用型號JLXK1-511，價格6元4.1.8控制按鈕選擇依據是：觸點對數、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 8 A）。.一般 啟動按鈕 綠色 停止按鈕 紅色SB1，總停開關，紅色，LA20-A/D，單橋式，指示燈型，價格17元SB2，綠色

24、，啟動開關，LA20- A/D。價格17元4.1.9指示燈指示燈選擇型號為XDJ3-22/40，額定工作電壓24V，電容式圓球形，工作電流20mA，功耗0.36W，一個黃色的，作備用指示；三個綠色的，作運行指示。價格3元4.1.10變壓器主變壓器容量ST應滿足全部用電設備總計算負荷S30的需要，即STSN.TS30由需要系數法，查的Kd=0.8，cos=0.9，tan=0.8， 又 Pe=4P燈 ， 算得， P30=KdPe S30=P30/ cos=KdPe/ cos =（0.840.36）/0.9=1.28VA。所以選擇額定容量為40VA的變壓器。其型號為JBK1-40，價格40元4.2接

25、線設計1：圖1-5電氣板元件布置圖 2： 圖1-6電器元件接線3：圖1-7控制元件面板布置圖5 設計說明5.1操作說明貨物運動到接近第一節(jié)傳輸帶尾部時，有行程開關SQ2控制KM2得電，其常開觸點閉合，接通主電路，電機正轉，使第二節(jié)傳輸帶在貨物到來之前先啟動，使得貨物能夠平穩(wěn)的運送下去。當貨物到第二節(jié)傳輸帶首端時，行程開關SQ3動作時，中間繼電器KA2得電，KA2的常閉按鈕斷開，KM1線圈失電，切斷第一節(jié)傳送帶電機，使第一節(jié)傳送帶停止傳送。貨物運動到接近第二節(jié)傳輸帶尾部時，有行程開關SQ4控制KM3得電，其常開出點閉合，接通主電路，電機正轉，使第三節(jié)傳輸帶在貨物到來之前先啟動，使得貨物能夠平穩(wěn)的

26、運送下去。當貨物到第三節(jié)傳輸帶首端時，行程開關SQ5動作時，行程開關SQ5的常閉開關斷開，KM2線圈失電，切斷第二節(jié)傳送帶電機，使第二節(jié)傳送帶停止傳送。當貨物到第三節(jié)傳輸帶末端時，行程開關SQ6動作時，行程開關SQ6的常閉開關斷開，KM23線圈失電，第三節(jié)傳送帶停止運行。 系統(tǒng)的總電路圖5.2元件明細表名稱編號型號數量備注價格電動機M1-M3Y160-63額定電壓380V 額定功率11KW 額定轉速720r/min1930*3刀開關QSHR6-1601三相 380V 60A55熔斷器FU1RT16-13380V 電流等級25A18*3熔斷器FU4-FU5RO152380V 電流等級4A1.5*2交流接觸器KMCJX2-2503380V 30A40*3熱繼電器FRJR28-253整定電流范圍是 16-7125*3行程開關SQJKXK1-56控制傳送帶的起停6*6中間繼電器KAKA4N-J310*3變壓器TCJBK1-401變壓40按鈕SB1紅色1急停17SB2綠色1啟動17指示燈HB黃色1電源指示燈3HL1綠燈1M1正常工作指示燈3HL2藍色1M2正