電氣控制課程設(shè)計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　引言1</b></p><p>　　1設(shè)計任務(wù)與要求2</p><p><b>　　1.1設(shè)計任務(wù)2</b></p><p><b>　　1.2設(shè)計要求2</b>&l

2、t;/p><p>　　2電路設(shè)計與分析3</p><p>　　2.1控制線路的設(shè)計3</p><p>　　2.2攪動泵自動控制系統(tǒng)的工藝要求3</p><p>　　2.4電路工作情況4</p><p>　　2.4.1主電路的分析4</p><p>　　2.4.2控制電路的分析5</

3、p><p>　　2.6控制電路的保護(hù)環(huán)節(jié)7</p><p>　　3電器元件的選用8</p><p>　　3.1電動機的選擇8</p><p>　　3.2熔斷器的選擇8</p><p>　　3.3接觸器的選擇8</p><p>　　3.4熱繼電器的選擇8</p><p&

4、gt;　　3.5中間繼電器的選擇8</p><p>　　3.6 所用控制原件清單9</p><p>　　4 心得與體會10</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)11</b></p><p><b>　　附錄112</b></p><p><b>　　附錄2

5、13</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　電氣控制技術(shù)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(shù)。電氣控制系統(tǒng)是其中的主干部分，在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中的許多部門得到廣泛應(yīng)用，是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的重要技術(shù)手段。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的不斷

6、改進(jìn)，特別是計算機技術(shù)的應(yīng)用，新型控制策略的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術(shù)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；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(luò)化自動控制系統(tǒng)?，F(xiàn)代電氣控制技術(shù)綜合應(yīng)用了計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)、智能技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成果。</p&

7、gt;<p>　　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(jì)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(gòu)（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(gòu)復(fù)雜，能量損耗大，生產(chǎn)靈活性也差，不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。20世紀(jì)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(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率提高，靈活性增大，這種拖動

8、方式在一些機床中至今仍在使用。隨著生產(chǎn)發(fā)展及自動化程度的提高，又出現(xiàn)了多臺電動機分別拖動各運動機構(gòu)的多電機拖動方式，進(jìn)一步簡化了機械結(jié)構(gòu)，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。</p><p>　　在自動化領(lǐng)域，可編程控制器與CAD/CAM、工業(yè)機器人并稱為加工業(yè)自動化的三大支柱，其應(yīng)用日益廣泛?？删幊炭刂破骷夹g(shù)是以硬接線的繼電器—接觸器控制為基礎(chǔ)，逐步發(fā)展為

9、既有邏輯控制、計時、計數(shù)，又有運算、數(shù)據(jù)處理、模擬量調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的控制裝置。它可通過數(shù)字量或者模擬量的輸入、輸出滿足各種類型機械控制的需要?？删幊炭刂破骷坝嘘P(guān)外部設(shè)備，均按既易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，又易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。可編程控制器已成為生產(chǎn)機械設(shè)備中開關(guān)量控制的主要電氣控制裝置。 </p><p><b>　　1設(shè)計任務(wù)與要求</b></p><p

10、><b>　　1.1設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　很多鐵質(zhì)零件在涂漆前其表面都涂有一層電泳漆，這樣既能防止氧化生銹，又能牢固地吸附涂在其表面上的油漆。而在鐵質(zhì)零件涂電泳漆時，電泳槽內(nèi)有一攪動泵時而運轉(zhuǎn)時而停止，這樣既經(jīng)濟(jì)又節(jié)能，還可以達(dá)到攪動電泳漆使之不沉淀的目的。</p><p><b>　　1.2設(shè)計要求</b></p&g

11、t;<p>　　1）電動機功率為7.5kw；電機為全壓起動且為正反方向旋轉(zhuǎn)；</p><p>　　2）每次起動時先正轉(zhuǎn)2分鐘然后反轉(zhuǎn)2分鐘，連續(xù)工作20分鐘后停止工作，停止攪動15分鐘后再次起動電機進(jìn)行攪動工作；</p><p>　　3）電機應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)措施及總停控制；</p><p>　　4）系統(tǒng)要求有電源指示、運行指示、電流指示及電壓指示。<

12、;/p><p><b>　　2電路設(shè)計與分析</b></p><p>　　2.1控制線路的設(shè)計</p><p>　　2.1.1控制線路的設(shè)計原則及方法</p><p>　　最大限度的滿足電動機的控制要求是電氣控制線路的設(shè)計依據(jù)。在滿足控制要求的前提下，力求使電氣控制線路簡單，經(jīng)濟(jì)，合理，便于操作，維修方便，安全可靠。同時還要

13、正確合理的選用電氣元件，確保電氣控制系統(tǒng)正常工作，同時考慮技術(shù)進(jìn)步，造型美觀。</p><p>　　設(shè)計電氣控制線路一般兩種方法，一種是分析設(shè)計法，一種是邏輯設(shè)計法。對于攪動泵簡單控制線路的設(shè)計方法一般均采用分析設(shè)計法。后者適用于較復(fù)雜的線路的設(shè)計。</p><p>　　分析設(shè)計法是根據(jù)控制要求選擇一些成熟的典型基本環(huán)節(jié)來實現(xiàn)控制要求，而后再逐步完善線路功能的一種方法，并適當(dāng)配置聯(lián)鎖和保護(hù)

14、等環(huán)節(jié)，是其組合成一個整體，成為滿足控制要求的完整電路。</p><p>　　這種設(shè)計方法比較簡單，容易被人掌握，但是要求設(shè)計人員必須掌握和熟悉大量的典型環(huán)節(jié)和控制電路，同時具有豐富的設(shè)計經(jīng)驗，故又稱為經(jīng)驗設(shè)計法。</p><p>　　用分析設(shè)計法初步設(shè)計出的控制電路可能有多種形式，須認(rèn)真比較分析，反復(fù)修改簡化，甚至要通過實驗加以驗證，才能得出符合設(shè)計要求且比較合理的控制電路設(shè)計方案。&l

15、t;/p><p>　　2.1.2 設(shè)計的基本步驟</p><p>　　設(shè)計前一定要對設(shè)計要求詳細(xì)分析，對于控制要求較復(fù)雜的設(shè)計還必須進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，分析，綜合制定出具體，詳細(xì)的工藝要求，在征求機械設(shè)計人員和現(xiàn)場操作人員的意見后，作為電氣控制電路設(shè)計的依據(jù)。分析設(shè)計法的基本步驟是:</p><p>　　(1) 按工藝要求提出起動，制動，反向和調(diào)速等要求設(shè)計主電路。</

16、p><p>　　(2) 根據(jù)所設(shè)計的主電路，設(shè)計控制電路的基本環(huán)節(jié)，及滿足設(shè)計要求的起 動，制動，反向和調(diào)速的基本控制環(huán)節(jié)。</p><p>　　(3) 根據(jù)各部分運動要求的配合關(guān)系及聯(lián)鎖關(guān)系，確定控制參量并設(shè)計控制電路的特殊環(huán)節(jié)。</p><p>　　(4) 分析電路工作中肯能出現(xiàn)的故障，加入必須的保護(hù)環(huán)節(jié)。</p><p&

17、gt;　　(5) 綜合審查，仔細(xì)檢查電氣控制電路是否正確，關(guān)鍵環(huán)節(jié)可必要實驗，進(jìn)一步完善和簡化電路。</p><p>　　2.2攪動泵自動控制系統(tǒng)的工藝要求</p><p>　　很多鐵質(zhì)零件在涂漆前其表面都涂有一層電泳漆，這樣既能防止氧化生銹，又能牢固地吸附涂在其表面上的油漆。而在鐵質(zhì)零件涂電泳漆時，電泳槽內(nèi)有一攪動泵時而運轉(zhuǎn)時而停止，這樣既經(jīng)濟(jì)又節(jié)能，還可以達(dá)到攪動電泳漆使之不沉淀的目的

18、。</p><p>　　2.3電氣控制總體電路圖</p><p>　　圖2-1電氣控制原理圖</p><p><b>　　2.4電路工作情況</b></p><p>　　2.4.1主電路的分析</p><p>　　由控制系統(tǒng)要求可以得出，電動機全壓直接啟動，且能進(jìn)行正反轉(zhuǎn)運行，主電路可以采用電動機

19、正反轉(zhuǎn)運行的典型控制線路。如圖2-2所示</p><p>　　圖2-2主電路原理圖</p><p>　　圖中接觸器KM1、KM2的三對動合主觸頭，分別接通2分鐘，通過改變電動機定子回路電流的相序，實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)運行。</p><p>　　2.4.2控制電路的分析</p><p>　　根據(jù)工藝要求，電動機正反轉(zhuǎn)持續(xù)的時間為2分鐘，可用時間繼

20、電器KT1、KT2分別進(jìn)行正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)時間的計時控制，用其延時閉合的動合觸頭，來實現(xiàn)電動機的自動正反轉(zhuǎn)運行控制，如圖2-3所示時間繼電器KT1用來記錄電動機反轉(zhuǎn)時間，它們的定時時間均為2分鐘。</p><p>　　當(dāng)按下啟動按鈕SB2，接觸器KM1的線圈通電，電動機正轉(zhuǎn)，同時時間繼電器KT1的線圈通電，開始記錄正轉(zhuǎn)時間。當(dāng)KT1的計時時間（2分鐘）到時，其延時動作的動斷觸頭斷開，使KM1線圈斷電，電動機停止正轉(zhuǎn)；其延

21、時動作的動合觸頭閉合，使KM2的線圈通電，電動機開始反轉(zhuǎn)。同時時間繼電器KT2的計時時間到時，其觸頭的動作結(jié)果，使接觸器KM2的線圈斷電，電動機停止反轉(zhuǎn)，使接觸器KM1的線圈再次通電，電動機開始正轉(zhuǎn)，如此循環(huán)，直至持續(xù)20分鐘。</p><p>　　圖2-3控制電路原理圖</p><p>　　線路中中間繼電器KA1.KA2的動合觸頭為自鎖觸頭，而KM1、KM2的動斷觸頭為互鎖觸頭。<

22、/p><p>　　當(dāng)電動機連續(xù)工作20分鐘后，要求電動機停轉(zhuǎn)，用時間繼電器KT3來記錄這個時間，當(dāng)20分鐘到后，用其延時動作的動斷觸頭斷開，使接觸器KM1、KM2的線圈斷電，控制電動機停轉(zhuǎn)。</p><p>　　KT3延時動作的動合觸頭閉合，使時間繼電器KT4的線圈通電，用于記錄電動機停轉(zhuǎn)的時間。如圖3.55.3所示（是全圖）。KT4的定時時間為15分鐘，當(dāng)其記錄時間到后，其延時動作的動合觸頭

23、閉合，使接觸器KM1的線圈通電，電動機開始正轉(zhuǎn)，重復(fù)上述過程。</p><p>　　線路設(shè)計時，每一個時間繼電器，均按線圈通電開始計時。為了重復(fù)使用其計時功能，必須使其線圈斷電，觸頭復(fù)位。</p><p>　　2.5電源和行程顯示</p><p>　　當(dāng)HL1燈亮?xí)r為電源正常，只要HL1能正常亮說明電源無故障。當(dāng)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)運行時燈HL2亮，如果電機停止工作，等HL2

24、就不會亮。電機再次工作時燈HL2就會再次亮起來。如圖2-4為運行顯示模塊,2-5為電源顯示模塊。 </p><p><b>　　圖2-4 運行顯示</b></p><p><b>　　圖2-5 電源顯示</b></p><p>　　2.6控制電路的保護(hù)環(huán)節(jié)</p><p>　?。?）短路保護(hù)

25、 由FU1實現(xiàn)主電路與控制電路的短路保護(hù)。</p><p>　　（2）過載保護(hù) 由熱繼電器實現(xiàn)電動機的長期過載保護(hù)。</p><p>　　（3）欠壓和失壓保護(hù) 當(dāng)電源電壓嚴(yán)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(fù)原，斷開電動機電源，電動機停轉(zhuǎn)。由具有自保電路的接觸器控制來實現(xiàn)欠壓失壓保護(hù)。</p><p><b&

26、gt;　　3電器元件的選用</b></p><p><b>　　3.1電動機的選擇</b></p><p>　　傳輸線為一般中小型設(shè)備，負(fù)載為一般任務(wù)，設(shè)備無特殊要求，選用經(jīng)濟(jì)、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Y160L-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

27、7.5KW。</p><p><b>　　3.2熔斷器的選擇</b></p><p>　　選用要求：在電氣設(shè)備正常運行是，熔斷器不應(yīng)熔斷，在出現(xiàn)短路是，應(yīng)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(yīng)熔斷在用電設(shè)備持續(xù)過載時，應(yīng)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。</p><p>　　熔斷器的額定電壓要大于或等于

28、電路的額定電壓；額定電流根據(jù)負(fù)載的保護(hù)特性和短路電流的大小來選擇。YL160-8電動機為感性負(fù)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INF≥26.55A。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(fù)載，熔體的額定電流應(yīng)略大于或等于負(fù)載電流選用RL6-25，熔斷體額定電流為2A。</p>&

29、lt;p><b>　　3.3接觸器的選擇</b></p><p>　　選擇要求：根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的工作任務(wù)、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(fù)載為一般任務(wù)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。 </p><p>　　3.4熱繼電器的選擇

30、</p><p>　　選擇熱繼電器作為電動機的過載保護(hù)時，應(yīng)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)揮電動機的能力，同時使電動機在短時過載和啟動瞬間【(4~7)IN電動機】時不受影響。電動機的過載保護(hù)時應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器。根據(jù)熱繼電器的額定電流應(yīng)大于電動機的額定電流來確定熱繼電器的型號， 熱繼電器的熱元件額定電流應(yīng)略大于電動機的額定電流。 選用JR20-63

31、，熱元件號為2U。</p><p>　　3.5中間繼電器的選擇</p><p>　　電磁式中間繼電器實質(zhì)上是一種電磁電壓繼電器，其特點是觸頭多、觸頭容量較大（額定電流5A~10A）和動作靈敏（動作時間小于0.05S）。其主要用途為當(dāng)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(kuò)大它們的觸頭數(shù)或觸頭容量，起到中間轉(zhuǎn)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

32、要求，所以沒有調(diào)節(jié)裝置。</p><p>　　3.6 所用控制原件清單</p><p>　　表 3-1 控制電路原件清單</p><p><b>　　4 心得與體會</b></p><p>　　一周的電氣控制課程設(shè)計使我領(lǐng)悟最多的是學(xué)海無涯以及我的淺薄，同時深刻的認(rèn)識到學(xué)好專業(yè)課的重要性，加深了我對CAD的理解，也理解了

33、理論聯(lián)系實際的含義，并且檢驗了自己在大三學(xué)期學(xué)習(xí)的工業(yè)電氣控制技術(shù)及大一學(xué)習(xí)的CAD制圖，使我認(rèn)識到自己對CAD了解的太少，對專業(yè)知識學(xué)習(xí)不夠認(rèn)真。有太多的知識等著我在畢業(yè)前去學(xué)，以至于不會在畢業(yè)后等著失業(yè)。雖然這次課設(shè)中我對知識運用不熟練，軟件運用不專業(yè)，但我認(rèn)識到自己的不足，以及知道自己又多了一個要努力的方向，我覺得這也是一種進(jìn)步。本次課設(shè)使我學(xué)習(xí)到一些很重要的東西，那就是如何從理論到實踐的轉(zhuǎn)化，怎樣將我所學(xué)到的知識很好的應(yīng)用到實際

34、生活中去。這次課設(shè)給我敲響了警鐘：掌握基礎(chǔ)知識，不能眼高手低，學(xué)好專業(yè)知識。</p><p>　　這一次的課設(shè)是對過去所學(xué)知識的系統(tǒng)提高和擴(kuò)充的過程，為以后的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。在大學(xué)的課程的學(xué)習(xí)只是在給我們灌輸專業(yè)知識，而我們應(yīng)該把所學(xué)的用到現(xiàn)實生活中去，這次作圖為我們奠定了基礎(chǔ)，我會在以后的學(xué)習(xí)生活中磨練自己，更好的處理所遇到的問題，使自己適應(yīng)于以后的競爭。</p><p><

35、b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 劉介才. 現(xiàn)在電工技術(shù)手冊[M]. 中國水利水電出版社.</p><p>　　[2] 馬小軍. 電氣控制技術(shù)[M]. 機械工業(yè)出版社.1998</p><p>　　[3] 周洪. 智能電氣控制系統(tǒng)概論[M]. 中國電力出版社.2001 </p><p>　　[4] 呂厚余

36、. 工業(yè)電氣控制技術(shù)[M]. 機械工業(yè)出版社.2007</p><p>　　[5] 賀湘琰. 電器學(xué). 北京機械工程出版社[M]. 1985</p><p>　　[6] 林莘. 現(xiàn)代高壓電器技術(shù). 北京機械工程出版社[M]. 2002</p><p><b>　　附錄1</b></p><p><b>