油漆 通风 监控 系统.docx

1、油漆 通风 监控 系统 电气控制设计说明书通风机监控系统学 院： 专 业： 姓 名、： 指导教师： 一、设计任务2二、控制设计要求2三、电气控制线路设计33.1设计过程中应遵循的原则33.2设计思路33.3主电路的设计及控制43.4指示电路的设计43.5电气控制原理图83.6电气控制板的制作83.6.1元器件选型83.6.2制作电气控制板12四、PLC控制的设计144.1梯形图的设计144.2运行过程174.3 PLC控制的工作原理：204.4 运行程序214.5 PLC外围接线图22五、设计心得及故障分析221、设计心得222、故障分析23六、参考文献24二、控制设计要求： 某一生产设备（如

2、油漆涂装生产线），在进行运行时要求有送风系统，通过风力把沫喷到零件表面上的漆雾从空中带走或压入循环流动的水中而带走。此送风系统有三台电动机控制，每台电动机可单独工作也可同时工作。1、每台电机均为10KW，要求全压启动，单方向旋转;2、每台点击应有相应的保护措施和总停控制；3、电动机工作时要求有运行指示，若只有一台电机在运行，则绿灯亮；若有两台电机在运行，则黄灯亮；若三台同时运行，则红灯亮；若三台电机均不工作，则红灯以亮一秒停一秒的方式不停的闪烁；4、系统要求有电源指示，电流指示及电压指示。3、 电气控制线路设计3.1设计过程中应遵循的原则在电气控制系统的设计过程中，通常应遵循以下几个原则：1、

3、最大限度满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求。生产机械和生产工艺对电气控制系统的要求是电气设计的依据，这些要求常常以工作循环图、执行元件动作节拍表、检测元件状态表等形式提供。对于有调速要求的场合，还应给出调速技术指标。其他如起动、转向、制动、照明、保护等要求，应根据生产需要充分考虑。2、在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单、经济合理，不要盲目追求高指标，造成不必要的高投资。3、妥善处理机械与电气关系。很多生产机械是采用机电结合控制方式来实现控制要求的，要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用和维护等方面协调处理好二者关系。4、正确合理地选用电器元件，以实用为原则。选用新型号电器可以提高

4、可靠性，减小体积，尽可能不要选用旧型号电器。5、确保电气设备安全性、可靠性高，兼顾设备使用和维护方便。3.2、设计思路 根据设计任务及要求，设计分为绘制电气控制原理图和制作电气控制板。电气控制原理图又分为主电路，控制电路和指示电路。主回路设计需要一个空气开关,三台电动机，三个接触器，三个热继电器（过载保护），一个电压表，一个电流表，一个指示灯。控制回路需要七个按钮（四个常闭，三个常开），俩个熔断器。指示回路需要三个指示灯（红.绿.黄），两个时间继电器（220V）。考虑到触点，还需要三个中间继电器（220V）。3.3、主电路的设计及控制 每台电动机可单独工作也可同时工作，要求全压启动，单方向旋转

5、，每台电机应有相应的保护措施和总停控制。主电路采用电压380V，控制电路电压220V.使用空气开关或刀开关加熔断器做电源开关，用接触器来控制电机接通电源，热继电器做过载保护，按钮SB1为总停，SB2、SB4、SB6分别作三台电动机的停止按钮，SB3、SB5、SB7分别作三台电动机的启动按钮，且用接触器的辅助常开触点并联启动按钮起自锁作用。电路图如下：图1主电路的及其控制3.4、指示电路的设计 逻辑设计法：设：三台通风机为A.B.C,绿灯为F1，黄灯为F2，红灯为F3，令开机为“1”，停机“0”。 灯亮为“1”，不亮为“0”。3.4.1绿灯常亮的程序设计1真值表：ABCF100110101100

6、12逻辑式：F1=3控制线路： 3.4.2.黄灯常亮的程序设计1真值表：ABCF20111110110112逻辑式：F2=3控制线路： 3.4.3.红灯常亮的程序设计1真值表：ABCF311112逻辑式：F3=ABC3控制线路： 3.4.4.红灯闪烁的程序设计1真值表：ABCF300012逻辑式：F3=3红灯亮一秒，停一秒可由时间继电器完成，如下图：图2 红灯亮一秒，停一秒线路通电后，常闭触点KT2和线圈KT1同时得电，常开触点KT1延时1S闭合，常开触点KT1闭合后，指示灯和线圈KT2同时得电，指示灯亮，常闭触点KT2延时1S断开，线圈KT1失电，闭合后的常开触点KT1瞬间断开，指示灯和线圈

7、KT2同时失电，指示灯灭，断开的常闭触点KT2瞬间闭合，常闭触点KT2和线圈KT1再次得电，常开触点KT1延时1S闭合，常开触点KT1闭合后，指示灯和线圈KT2同时得电，指示灯亮,如此循环实现红灯亮一秒，停一秒。4控制线路：3.4.5指示电路原理图图3指示电路原理图3.5、将上述合并得电气控制原理图，如下： 图4电气控制原理图3.6、电气控制板的制作3.6.1元器件选型1、电动机选择电动机应两个方面的问题：一是电动机的性能，例如机械特性，起动性能和调速性能等；二是要知道生产工艺的特点，要使所选电动机的性能满足生产机械的工艺要求。2、电源开关低压断路器：又称自动空气开关，除了断开电路的作用外，还

8、具有电流过载、欠压、短路保护的作用。选择依据是：极数、额定电流、电压类型、电压等级、分断能力、动作频繁程度等。DZ47-60塑料外壳式断路器，其额定绝缘电压为交流400V，频率为50Hz，额定工作电压为交流220V，其额定电流至60A。其相关参数如下表所示：表3-1断路器相关参数型号DZ47-60额定功率50Hz额定绝缘电压400V动作保护电流60A灭弧介质空气式操作方式手动3、熔断器熔断器（Fuse）主要用于短路保护。熔断器结构上主要由熔断器座、熔断体（熔体）组成熔断器分 插入式、螺旋式、填料封闭管式等等。选择依据是：形式、熔体额定电流（I FU）。对电流较为平稳的负载（如照明、信号、热电电

9、路等），熔体额定电流就取线路的额定电流。对具有冲击电流的负载（如电动机），熔体额定电流计取：单台电机： I FU = 1.5 2.5 I e多台电机： I FU = 1.5 2.5 I Nmax + I e 式中I Nmax 功率最大电机的额定电流I e 除去功率最大电机之外，其余电机额定电流之和。本次实验实用的熔断器型号D247-60.4、热继电器热继电器（Thermal over-load Relay）主要用于电机过载保护。热继电器分两相式、三相式、三相带缺相保护式 三种形式选择依据是：形式、额定电流（I FR）。热继电器热元件的整定电流可调， 范围约为 0.8 1.2 I FR（热继电器

10、的额定电流）热继电器热元件的整定电流一般按0.95 1.05 I e（电动机的额定电流）选用，对过载能力较差的电机可选得更小些。本次选取热继电器型号为JRS1-0925 。5、接触器接触器（Contactor）分直流接触器、交流接触器两大类选择依据是： 主触头数、额定电流（I KM）、线圈控制电压的类型、等级等。对于电动机负载，可按下面的经验公式计算接触器的额定电流：I KM = Pe / （K Ue） 式中：Pe 电机的额定功率 Ue 电机的额定线电压 K 经验系数 ，取1 1.4对于动作频繁的工作情况，为了防止主触点的烧坏/过早损坏，应将I KM降低12等级使用。考虑到接触器与热继电器的配

11、套使用，上述热继电器可插接的接触器为CJX2-12，选择型号为CJX2-12的接触器KM1、KM2，其额定电压为220V，相关参数如下所示：表3-2接触器相关参数额定电压UN（V）额定绝缘电压（V）接通最大额定电流（A）断开最大额定电流（A）22066010倍8倍额定电流6、中间继电器中间继电器（Auxiliary Relay）：在结构上是一个电压继电器，是用来转换控制信号的中间元件。它输入的是线圈的通电断电信号，输入信号为触点的动作。其触点数量较多，各触点的额定电流相同。中间继电器通常用来放大信号，增加控制电路中控制信号的数量，以及作为信号传递、连锁、转换以及隔离用。KA1、KA2，功能为将

12、信号传递给有关控制元件（中间转换作用），本次选用型号JZX-22F142。相关参数如下：表3-3中间继电器相关参数7、控制按钮 控制按钮（Push-button）：是一种结构简单，应用广泛的主令电器，是一种用来短时接通/断开小电流控制电路的主令电器选择依据是：触点对数、动作要求、结构形式、颜色、是否自带指示灯等；电压等级、通流能力（1 8 A）。.一般 启动按钮 绿色 停止按钮 红色 紧急操作 蘑菇式按钮3.6.2制作电气控制板 1 由于器件短缺等原因，我们省去了一些过程。最后我们领取了一个空气开关，一个熔断器（短路保护），三台电动机，三个接触器（四个主触点，四组辅助触点，两ON,两NC.），

13、由于线路对触点的要求，我们还需要三个中间继电器(至少四组触点)，三个热继电器（过载保护），七个按钮（四个常闭，三个常开），三个指示灯，两个时间继电器。首先，用红线连接主电路，将空气开关，接触器，热继电器按要求连接起来,然后，连接控制电路，在连接过程中，我们用接触器的辅助触点控制黄灯，主触点控制红灯常亮，中间继电器的触点控制绿灯, 中间继电器的触点和时间继电器控制红灯闪烁。主电路及控制电路所需的主要器件代 号名 称型号及要求数量M电动机额定功率10KW3KM交流接触器CJX2-12 220V 50HZ3FR热继电器JRS1-09253QF空气开关DZ47-60 三极1FU熔断器D247-601K

14、A中间继电器J2X-22F142 220V3SB按钮LAY37(PBC)7HL指示灯绿色，黄色，红色3KT时间继电器JS14P22连接实物图如下：图5连接实物图工作原理：通电后，（电源指示灯亮，电压表指示220V，电流表指示）红灯亮一秒，停一秒。按下SB1后，KM1自锁，电动机M1启动，绿灯亮。按下SB4，KM2自锁，电动机M2启动，绿灯灭，黄灯亮。按下SB6，KM3自锁，电动机M3启动，黄灯灭，红灯亮。按下总停SB1后，红灯亮一秒，停一秒。4、PLC控制的设计4.1、梯形图的设计1 、PLC中的中间继电器可代替控制线路中的中间继电器和接触器。故：PLC控制程序中有七个输入，六个输出。选 CP

15、M1A-30CDR-D型号的PLC。表4-1 I0分配表输入输出按钮地址功能接触器地址功能SB100000总停车KM101000控制M1SB200001M1停车KM201001控制M2SB300002M1启动KM301002控制M3SB400003M2停车指示灯SB500004M2启动绿灯01003一台电机运行SB600005M3停车黄灯01004二台电机运行SB700006M3启动红灯01005三台电机运行2、红灯亮一秒，停一秒可由闪烁电路完成，梯形图如下： 图6红灯亮一秒，停一秒00000为ON时定时器TIM000开始计时，1S后常开触点TIM000闭合，定时器TIM001得电，01000

16、得电，灯亮。1S后，常闭触点TIM001断开，定时器TIM000复位，常开触点TIM000断开，定时器TIM001复位，常闭触点TIM001闭合，01000失电，灯灭，时定时器TIM000又开始计时。如此循环实现闪烁。3通过逻辑设计法得指示电路梯形图4、总梯形图如下：图7 PLC总梯形图4.2、运行过程1、通电之后红灯亮一秒停一秒:图8 红灯亮一秒停一秒2、一台运行时绿灯亮:图9 一台运行时绿灯亮3、两台运行时黄灯亮:图10 两台运行时黄灯亮4、三台运行时红灯亮:图11 三台运行时红灯亮4.3、 PLC控制的工作原理： 通电后，红灯亮一秒，停一秒;按下SB4后，绿灯亮;按下SB5，绿灯灭，黄灯

17、亮;按下SB6，黄灯灭，红灯亮;按下SB0后，红灯亮一秒，停一秒。4.4、运行程序LDNOT 0.00IL(02)LDNOT 0.01LD 0.04OR 200.00ANDLDOUT 200.00LDNOT 0.02LD 0.05OR 200.01ANDLDOUT 200.01LDNOT 0.03LD 0.06OR 200.02ANDLDOUT 200.02LD 200.00ANDNOT 200.01ANDNOT 200.02LDNOT 200.00AND 200.01 ANDNOT 200.02ORLDLDNOT 200.00ANDNOT 200.01AND 200.02ORLDOUT 10

18、.05LD 200.00AND 200.01ANDNOT 200.02LD 200.00ANDNOT 200.01AND 200.02ORLDLDNOT 200.00AND 200.01AND 200.02ORLDOUT 10.04LDNOT 200.00ANDNOT 200.01OUT TR0ANDNOT TIM001TIM 000 #10LD TR0AND TIM000LD 200.00AND 200.01AND 200.02ORLDTIM 001 #10OUT 10.03ILC(03)END(01)4.5 、PLC外围接线图 图12 PLC外围接线图五、设计心得及故障分析1、设计心得 此

19、次课程设计在老师的耐心指导下,经过我们的努力设计完成了，在此我对老师给予帮助表示衷心的感谢。通过电气控制技术的课程设计实践，使我们掌握了电气控制系统的设计方法、电气器件的选用、电气控制线路的安装与调试，了解并应用了可编程控制器硬件电路的设计方法，使用小型可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制软件的设计思路和梯形图的设计方法。在课程设计过程中，李海军、刘宇老师在百忙之中对我们组的设计给予了细致的指导和建议,，甚至在休息日和下班时间来实验室对我们耐心认真的进行指导，使我们的这次设计能顺利完成。通过这次课程设计使我们对以前学习的知识得到了更深的了解,并使知识得到了进一步的巩固。希望学校及学院能够大力

20、支持培养学生的实践能力，为我们提供更多锻炼的平台，使我们能够理论与实际相结合。2、故障分析在实验过程中我们遇到了一些问题：电气控制线路设计：再按钮接线时由于线号记录不准确，导致检查线路时费时费力，所以线路的线号一定要记录且准确;连接三个中间继电器时，其中俩个为四组触点，另外一个为三组触点，导致触点不够，不得不换器件重新安装；在实物图通电运行时，俩个时间继电器一个为220V一个为380V，导致380V的继电器电压不足，不能动作，所以，选择器件时是一定要仔细。PLC控制的设计：在控制红灯常亮或闪烁时，我们将三个常开触点和三个常闭触点的位置放反，导致红灯只能闪烁不能常亮。六、 参考文献1、张凤池 曹荣敏 主编现代工厂电气控制机械工业出版社2、李海军 刘宇 主编电气控制技术课程设计指导书 20113、吴晓君，杨向明 主编电气控制与可编程控制器应用中国建材出版社 2004