電氣控制設計

第一節(jié)課程設計的目的、要求、任務及方法課程設計的目的了解一般電氣控制系統(tǒng)設計過程、設計要求、應完成的工作內容和具體設計方法。培養(yǎng)獨立工作能力與創(chuàng)造力；綜合運用專業(yè)及基礎知識的能力，解決實際工程技術問題的能力；培養(yǎng)查閱圖書資料、產(chǎn)品手冊和各種工具書的能力；工程繪圖的能力；書寫技術報告和編制技術資料的能力。設計要求

1）合理確定各階段應完成的工作量，妥善安排時間。2)應主動提出問題，要廣泛討論，依據(jù)充分。要多思考。3)所有電氣圖樣的繪制必須符合國家有關規(guī)定的標準。4)說明書要求文字通順、簡練，字跡端正、整潔。5)應在規(guī)定的時間內完成所有的設計任務。6)應對自己的設計線路進行試驗論證，考慮進一步改進的可能性。設計任務

設計任務書應包括以下內容：

1)設備的名稱、用途、基本結構、動作原理以及工藝過程的簡要介紹。

2)拖動方式、運動部件的動作順序、各動作要求和控制要求。

3)聯(lián)鎖、保護要求。

4)照明、指示、報警等輔助要求。

5)應繪制的圖樣。

6)說明書要求。

設計方法

原理圖設計的步驟

1)根據(jù)要求擬定設計任務。

2)根據(jù)拖動要求設計主電路。

3)根據(jù)主電路的控制要求設計控制回路。

4)根據(jù)照明、指示、報警等要求沒計輔助電路。

5)總體檢查、修改、補充及完善。

6)進行必要的參數(shù)計算。

7)正確、合理地選擇各電器元器件，按規(guī)定格式編制元件目錄表。

8)繪制電氣原理線路圖，對線路進行統(tǒng)一編號。工藝設計步驟

劃分電器組件，繪制電氣控制系統(tǒng)的總裝配圖和接線圖。2)繪制每一組件的元件布置圖（如電器安裝板、控制面板、電源等）。3)繪制組件接線圖，統(tǒng)計組件進出線的數(shù)量、編號以及各組件間的連接方式。4)繪制并修改工藝設計草圖，繪制工程圖。編寫設計說明書及使用說明書。

小型SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)設計任務書

第二節(jié)小型SBR廢水處理PLC電氣控制系統(tǒng)課程設計SBR廢水處理工藝的技術要求

目的：SBR廢水處理技術是一種高效廢水回用的處理技術，采用優(yōu)勢菌技術達到節(jié)約水資源的目的。特點

：設備體積小，性能穩(wěn)定，工程投資少。系統(tǒng)組成：污水處理池、清水池、中水水箱、電控箱以及水泵、羅茨風機、電動閥門和電磁閥等，圖如下：

污水處理的兩個階段：污水處理的第一階段：當污水池中的水位處于低水位或無水狀態(tài)時，電動閥會自動開起納入污水。相反，電動閥自動關閉，污水池中污水呈微氧和厭氧狀態(tài)。污水處理的第二階段：采用能降解大分子污染物的曝氣法，可使污水脫色、除臭、平衡菌群的pH值并對污染物進行高效除污，即好氧處理過程。SBR廢水處理系統(tǒng)動力設備

SBR中動力設備均采用三相交流異步電動機，電動機和電磁閥（AC220V選配）選配防水防潮型。1#清水泵：立式離心泵LS50-10-A，揚程10m，流量29m3/h，1kW。2#清水泵：立式離心泵LS40-32.1，揚程30m，流量16m3/h，3kW。曝氣羅茨風機：TSA-40，0.7m3/min，1.1kW。電動閥：閥體D97A1X5-10ZB-125mm，電動裝置LQ20-1，AC380V，60W。SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)設計要求

PLC為系統(tǒng)的控制核心;可執(zhí)行手動/自動兩種方式;電動閥上電動機為正、反轉雙向運行;接地應滿足要求;必要的保護措施;繪制電氣原理圖;選擇電器元件編制元器件目錄表;繪制接線圖;電控柜布置圖和配線圖;控制面板布置圖和配線圖等;采用梯形圖或指令表編制PLC控制程序;SBR廢水處理電氣控制原理圖設計1.主電路設計

1)交流接觸器KM1、KM2、KM3分別控制1#清水泵M1、2#清水泵M2、曝氣風機M3；交流接觸器KM4、KM5控制電動閥電動機M4.2)電動機M1、2、3、4由熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4實現(xiàn)過載保護。3)QF為電源總開關。4)熔斷器FU1、FU2、FU3、FU4分別實現(xiàn)各負載回路的短路保護。FU5、FU6分別完成交流控制回路和PLC控制回路的短路保護。2.交流控制電路設計（右圖）1)控制電路有電源指示HL。2)隔離變壓器TC的選用標準型、變比1：1、容量100VA隔離變壓器。3)1#清水泵M1、2#清水泵M2、曝氣風機M3分別有運行指示燈HL1、HL2、HL3。4)4臺電動機M1、M2、M3、M4的過載保護，分別由4個熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4實現(xiàn)，KA1將220V交流信號轉換成直流24V信號送入PLC完成過載保護控制功能。5)上水電磁閥YA1和指示燈HL1、排空電磁閥YA2，分別由中間繼電器KA2和KA3觸點控制。3.主要參數(shù)計算

1)斷路器QF脫扣電流。斷路器過電流脫扣值按電動機起動電流的1.7倍整定。IQF＝1.7IN=1.7×6A＝10.2A≈10A，選用IQF＝10A的斷路器。2)熔斷器FU熔體額定電流IFU。以曝氣風機為例，IFU≥2IN3)熱繼電器的選擇請參考有關技術手冊，自行計算參數(shù)。1)硬件結構設計。確定輸入/輸出接口（I/O）數(shù)量；確定所控制參數(shù)的精度及類型，選擇適合的PLC機型及外設，完成PLC硬件結構配置。2)

繪制PLC控制電路原理圖(右圖)，繪制PLC控制電路，編制I/O接口功能表。4.PLC控制電路設計

3)KM4和KM5接觸器線圈支路，設計了互鎖電路，以防止誤操作故障。4)PLC輸入回路中，信號電源由PLC本身的24V直流電源提供，所有輸入COM端短接后接入PLC電源DC24V的（＋）端。5)PLC采用繼電器輸出。6)繪制出最終的電氣原理圖。7)編制原理圖的元器件目錄表。

5.PLC控制程序設計1)程序設計。2)系統(tǒng)靜態(tài)調試?？蛰d靜態(tài)調試.3)系統(tǒng)動態(tài)調試及運行。在動態(tài)帶負載狀態(tài)下調試.SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制程序見書圖11-6所示。SBR廢水處理系統(tǒng)控制流程圖

SBR廢水處理系統(tǒng)電氣工藝設計

按設計要求設計繪制電氣裝置總體配置圖、電器板電器元器件平面圖、控制面板電器平面圖及相關電氣接線圖。先根據(jù)控制系統(tǒng)要求和電氣設備的結構，確定電器元器件的總體布局以及電控箱內裝配板與控制面板上應安裝的電器元件。繪制電控箱電器板元件布置圖、電器面板元件布置圖、電氣接線圖等，如下圖所示：

編寫設計說明書、使用說明書和項目設計小結

1)依據(jù)原理設計的過程，編寫設計說明書，說明書包括如下主要內容：

①總體設計方案的選擇說明。②原理電路的設計說明，各控制要求如何實現(xiàn)。③主要參數(shù)的計算，主要元件的選擇及說明，編制元件明細表。④附上原理圖及規(guī)定完成的工藝圖。

2)依據(jù)原理設計圖及控制要求編寫使用說明書，說明書包括如下主要內容：①本設備的實際用途、功能特點。②系統(tǒng)工作原理簡介。③使用與維護注意事項。設計用參考資料①工廠電氣控制設備②電氣控制與可編程序控制器③電氣工程手冊④三菱微型可編程序控制器手冊⑤工廠常用電氣設備手冊⑥其他有關產(chǎn)品使用手冊3）繪制電器板（絕緣板、鍍鋅鐵板或架）、控制面板（有機玻璃板、鋁板或鐵板等）、墊板（有機械強度的絕緣板或鍍鋅板）等零部件加工圖。4）依據(jù)電器安裝板、控制面板尺寸設計電控箱，繪制電控箱安裝圖。第三節(jié)電氣控制與PLC課程設計參考選題四層電梯自動控制

1．控制要求1)采用PLC構成四層簡易電梯電氣控制系統(tǒng)。包括拖動電動機、上升呼叫按鈕、指示燈、下降呼叫按鈕、行程開關、開門和關門按鈕、關門到位由行程開關、載重超限檢測壓力繼電器以及故障報警電鈴。2)呼叫按鈕及電梯內按鈕按下，未得到相應的響應時，相應指示燈一直接通指示。3)電梯運行時，開門關門按鈕不起作用，電梯停在各層時，電梯門動作可由

開門與關門按鈕控制，也可延時控制，當超重時，門不能關閉，發(fā)出報警。4)電梯最大運行區(qū)間為三層距離，若一次運行超過30s，則電動機停轉。5)檢修時，電梯停在一層，其他所有動作均不相應。6)電梯拖動電動機控制電路有各種常規(guī)電氣保護，7)相關參數(shù)：

①拖動電動機M：5.5kW，AC380V，11.6A，1440r/min。②指示燈H：0.25W，DC24V。③電鈴HA：8W，AC220V。④電磁鐵YA：100mA，AC220V。2.設計任務根據(jù)控制要求進行電氣控制系統(tǒng)硬件電路設計，包括主電路、控制電路及PLC硬件配置電路。2)分析電梯所有可能運行的方式，并依此編制電梯運行PLC控制程序。3)編寫設計說明書，內容包括：①設計過程和有關說明。②基于PLC的電梯電氣控制系統(tǒng)電路圖。③PLC控制程序（梯形圖和指令表）。④電器元器件的選擇和有關計算。⑤電