小型sbr廢水處理plc電氣控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　PLC課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書</p><p>　　課程設(shè)計(jì)的目的、要求、任務(wù)及方法</p><p>　　要完成好電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，除掌握必要的電氣設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)外，還必須經(jīng)過反復(fù)實(shí)踐，深入生產(chǎn)現(xiàn)場，將不斷積累的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到設(shè)計(jì)中來。課程設(shè)計(jì)正是為這一目的而安排的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它是一項(xiàng)初步的工程訓(xùn)練。通過課程設(shè)計(jì)，了解一般電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法。電氣設(shè)計(jì)

2、包含原理設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)兩個(gè)方面，不能忽視任何一面，對(duì)于應(yīng)用型人才更應(yīng)重視工藝設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)屬于練習(xí)性質(zhì)，不強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)結(jié)果直接用于生產(chǎn)。</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)的主要目的是通過某一生產(chǎn)設(shè)備的電氣控制裝置的設(shè)計(jì)實(shí)踐，了解一般電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計(jì)方法。通過設(shè)計(jì)也有助于復(fù)習(xí)、鞏固以往所

3、學(xué)的知識(shí)，達(dá)到靈活應(yīng)用的目的。電氣設(shè)計(jì)必須滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝的要求，因此，設(shè)計(jì)之前必須了解設(shè)備的用途、結(jié)構(gòu)、操作要求和工藝過程，在此過程中培養(yǎng)從事設(shè)計(jì)工作的整體觀念。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)應(yīng)強(qiáng)調(diào)能力培養(yǎng)為主，在獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的同時(shí)，還要注意其他幾方面能力的培養(yǎng)與提高，如獨(dú)立工作能力與創(chuàng)造力；綜合運(yùn)用專業(yè)及基礎(chǔ)知識(shí)的能力，解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力；查閱圖書資料、產(chǎn)品手冊(cè)和各種工具書的能力；工程繪圖的

4、能力；書寫技術(shù)報(bào)告和編制技術(shù)資料的能力。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　在課程設(shè)計(jì)中，學(xué)生是主體，應(yīng)充分發(fā)揮他們的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。教師的主導(dǎo)作用是引導(dǎo)其掌握完成設(shè)計(jì)內(nèi)容的方法。</p><p>　　為保證順利完成設(shè)計(jì)任務(wù)還應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1) 在接受設(shè)計(jì)任務(wù)后

5、，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和應(yīng)完成的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)度計(jì)劃，確定各階段應(yīng)完成的工作量，妥善安排時(shí)間。</p><p>　　2) 在方案確定過程中應(yīng)主動(dòng)提出問題，以取得指導(dǎo)數(shù)師的幫助，同時(shí)要廣泛討論，依據(jù)充分。在具體設(shè)計(jì)過程中要多思考，尤其是主要參數(shù)，要經(jīng)過計(jì)算論證。</p><p>　　3) 所有電氣圖樣的繪制必須符合國家有關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，包括線條、圖型符號(hào)、項(xiàng)目代號(hào)、回路標(biāo)號(hào)、技術(shù)要求、標(biāo)題欄、元器件明細(xì)

6、表以及圖樣的折疊和裝訂。</p><p>　　4) 說明書要求文字通順、簡練，字跡端正、整潔。</p><p>　　5) 應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成所有的設(shè)計(jì)任務(wù)。</p><p>　　6) 如果條件允許，應(yīng)對(duì)自己的設(shè)計(jì)線路進(jìn)行試驗(yàn)論證，考慮進(jìn)一步改進(jìn)的可能性。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p&g

7、t;<p>　　課程設(shè)計(jì)要求是以設(shè)計(jì)任務(wù)書的形式表達(dá)，設(shè)計(jì)任務(wù)書應(yīng)包括以下內(nèi)容：</p><p>　　1) 設(shè)備的名稱、用途、基本結(jié)構(gòu)、動(dòng)作原理以及工藝過程的簡要介紹。</p><p>　　2) 拖動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作順序、各動(dòng)作要求和控制要求。</p><p>　　3) 聯(lián)鎖、保護(hù)要求。</p><p>　　4) 照明、指示

8、、報(bào)警等輔助要求。</p><p>　　5) 應(yīng)繪制的圖樣。</p><p><b>　　6) 說明書要求。</b></p><p>　　原理設(shè)計(jì)的中心任務(wù)是繪制電氣原理圖和選用電器元件。工藝設(shè)計(jì)的目的是為了得到電氣設(shè)備制造過程中需要的施工圖樣。圖樣的類型、數(shù)量較多，設(shè)計(jì)中主要以電氣設(shè)備總體配置圖、電器板元器件布置圖、控制面板布置圖、接線圖、電

9、氣箱以及主要加工零件（電器安裝底板、控制面板等）為練習(xí)對(duì)象。對(duì)于每位設(shè)計(jì)者只需完成其中一部分。原理圖及工藝圖樣均應(yīng)按要求繪制，元器件布置圖應(yīng)標(biāo)注總體尺寸、安裝尺寸和相對(duì)位置尺寸。接線圖的編號(hào)應(yīng)與原理圖一致，要標(biāo)注組件所有進(jìn)出線編號(hào)、配線規(guī)格、進(jìn)出線的連接方式（采用端子板或接插板）。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)方法</b></p><p>　　在接到設(shè)計(jì)任務(wù)書

10、后，按原理設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行。</p><p>　　1．原理圖設(shè)計(jì)的步驟</p><p>　　1) 根據(jù)要求擬定設(shè)計(jì)任務(wù)。</p><p>　　2) 根據(jù)拖動(dòng)要求設(shè)計(jì)主電路。在繪制主電路時(shí)，可考慮以下幾個(gè)方面：</p><p>　　① 每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制方式，應(yīng)根據(jù)其容量及拖動(dòng)負(fù)載性質(zhì)考慮其起動(dòng)要求，選擇適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)線路。對(duì)于容量?。?.5

11、kW以下）、起動(dòng)負(fù)載不大的電動(dòng)機(jī)，可采用直接起動(dòng)；對(duì)于大容量電動(dòng)機(jī)應(yīng)采用降壓起動(dòng)。</p><p>　?、?根據(jù)運(yùn)動(dòng)要求決定轉(zhuǎn)向控制。</p><p>　?、?根據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的工作制，決定是否需要設(shè)置過載保護(hù)或過電流控制措施。</p><p>　　④ 根據(jù)拖動(dòng)負(fù)載及工藝要求決定停車時(shí)是否需要制動(dòng)控制，并決定采用何種控制方式。</p><p>

12、　?、?設(shè)置短路保護(hù)及其他必要的電氣保護(hù)。</p><p>　?、?考慮其他特殊要求：調(diào)速要求、主電路參數(shù)測量、信號(hào)檢測等。</p><p>　　3) 根據(jù)主電路的控制要求設(shè)計(jì)控制回路，其設(shè)計(jì)方法是：</p><p>　?、?正確選擇控制電路電壓種類及大小。</p><p>　?、?根據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)行、調(diào)速、制動(dòng)及保護(hù)要求依次繪制各控

13、制環(huán)節(jié)（基本單元控制線路）。</p><p>　　③ 設(shè)置必要的聯(lián)鎖（包括同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)各動(dòng)作之間以及各臺(tái)電動(dòng)機(jī)之間的動(dòng)作聯(lián)鎖）。</p><p>　?、?設(shè)置短路保護(hù)以及設(shè)計(jì)任務(wù)書中要求的位置保護(hù)（如極限位、越位、相對(duì)位置保護(hù)）、電壓保護(hù)、電流保護(hù)和各種物理量保護(hù)（溫度、壓力、流量等）。</p><p>　?、?根據(jù)拖動(dòng)要求，設(shè)計(jì)特殊要求控制環(huán)節(jié)，如自動(dòng)抬刀、變速與

14、自動(dòng)循環(huán)、工藝參數(shù)測量等控制。</p><p>　　⑥ 按需要設(shè)置應(yīng)急操作。</p><p>　　4) 根據(jù)照明、指示、報(bào)警等要求沒計(jì)輔助電路。</p><p>　　5) 總體檢查、修改、補(bǔ)充及完善。主要內(nèi)容包括：</p><p>　?、?校核各種動(dòng)作控制是否滿足要求，是否有矛盾或遺漏。</p><p>　?、?檢查接

15、觸器、繼電器、主令電器的觸點(diǎn)使用是否合理，是否超過電器元器件允許的數(shù)量。</p><p>　　③ 檢查聯(lián)鎖要求能否實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　④ 檢查各種保護(hù)能否實(shí)現(xiàn)。</p><p>　?、?檢查發(fā)生誤操作所引起的后果與防范措施。</p><p>　　6) 進(jìn)行必要的參數(shù)計(jì)算。</p><p>　　7) 正確、合理地

16、選擇各電器元器件，按規(guī)定格式編制元件目錄表。</p><p>　　8) 根據(jù)完善后的設(shè)計(jì)草圖，按電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制電氣原理線路圖，按《電氣技術(shù)中的項(xiàng)目代號(hào)》要求標(biāo)注器件的項(xiàng)目代號(hào)，按《絕緣導(dǎo)線的標(biāo)記》的要求對(duì)線路進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)。</p><p><b>　　2．工藝設(shè)計(jì)步驟</b></p><p>　　1) 根據(jù)電氣設(shè)備的總體配置及電器元件的分布狀

17、況和操作要求劃分電器組件，繪制電氣控制系統(tǒng)的總裝配圖和接線圖。</p><p>　　2) 根據(jù)電器元器件的型號(hào)、外形尺寸、安裝尺寸繪制每一組件的元件布置圖（如電器安裝板、控制面板、電源、放大器等）。</p><p>　　3) 根據(jù)元器件布置圖及電氣原理編號(hào)繪制組件接線圖，統(tǒng)計(jì)組件進(jìn)出線的數(shù)量、編號(hào)以及各組件之間的連接方式。</p><p>　　4) 繪制并修改工藝設(shè)

18、計(jì)草圖后，使可按機(jī)械、電氣制圖要求繪制工程圖。最后按設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)結(jié)果編寫設(shè)計(jì)說明書及使用說明書。</p><p>　　構(gòu)處理池以降低溫度對(duì)處理效果的影響。同時(shí)，SBR廢水處理技術(shù)工藝參數(shù)變化大，硬件設(shè)計(jì)選型與設(shè)計(jì)實(shí)例：小型SBR廢水處理PLC電氣控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)</p><p>　　一、小型SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　1．SBR廢水處

19、理工藝的技術(shù)要求</p><p>　　SBR廢水處理技術(shù)是一種高效廢水回用的處理技術(shù)，采用優(yōu)勢菌技術(shù)對(duì)校園生活污水進(jìn)行處理，經(jīng)過處理后的中水可以用來澆灌綠地、花木、沖洗廁所及車輛等，從而達(dá)到節(jié)約水資源的目的。</p><p>　　SBR廢水處理系統(tǒng)方案要充分考慮現(xiàn)實(shí)生活中校園生活區(qū)較為狹小的特點(diǎn)，力求達(dá)到設(shè)備體積小，性能穩(wěn)定，工程投資少的目的。廢水處理過程中環(huán)境溫度對(duì)菌群代謝產(chǎn)生的作用直接

20、影響廢水處理效果，因此采用地埋式磚混結(jié)設(shè)備調(diào)試比較復(fù)雜，采用先進(jìn)的PLC控制技術(shù)可以提高SBR廢水處理的效率，方便操作和使用。</p><p>　　SBR廢水處理系統(tǒng)分別由污水處理池、清水池、中水水箱、電控箱以及水泵、羅茨風(fēng)機(jī)、電動(dòng)閥門和電磁閥等部分組成，在污水處理池、清水池、中水水箱中分別設(shè)置液位開關(guān)，用以檢測水池與水箱中的水位。SBR廢水處理系統(tǒng)示意圖如圖11-1所示。</p><p>

21、;　　圖11-1 SBR廢水處理系統(tǒng)示意圖</p><p>　　污水處理的第一階段：當(dāng)污水池中的水位處于低水位或無水狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)閥會(huì)自動(dòng)開起納入污水。當(dāng)污水池納入的污水至正常高水位時(shí)，電動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉，污水池中污水呈微氧和厭氧狀態(tài)。</p><p>　　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(duì)污染物進(jìn)行高效除污，即好氧處理過程。整個(gè)好氧（

22、曝氣）時(shí)間一般需要6～8h。在曝氣管路上安裝了排空電磁閥，當(dāng)電動(dòng)閥門自動(dòng)關(guān)閉后，排空電磁閥開起，羅茨風(fēng)機(jī)延時(shí)空載起動(dòng)，然后排空電磁閥關(guān)閉，污水池開始曝氣。當(dāng)曝氣處理結(jié)束后，排空電磁閥再次開起，羅茨風(fēng)機(jī)空載停機(jī)，然后排空電磁閥延時(shí)關(guān)閉。曝氣風(fēng)機(jī)在無負(fù)荷條件下起動(dòng)和停止，能起到保護(hù)電動(dòng)機(jī)和風(fēng)機(jī)的作用。經(jīng)過0.5h的水質(zhì)沉淀，PLC下達(dá)起動(dòng)1#清水泵指令，將沉淀后的水泵入到清水池。當(dāng)清水池中的水位升至正常高水位時(shí)，1#清水泵自動(dòng)停止運(yùn)行。這時(shí)

23、2#清水泵自動(dòng)起動(dòng)向中水箱泵水，當(dāng)水箱內(nèi)達(dá)到正常高水位時(shí)，2#清水泵自動(dòng)停止運(yùn)行，這時(shí)中水箱內(nèi)的水全部完成處理過程。</p><p>　　如上所示，當(dāng)中水箱內(nèi)水位降至低水位時(shí)，2#清水泵又自動(dòng)起動(dòng)向中水箱泵水。當(dāng)污水池中的水位降至低水位時(shí)，電動(dòng)閥門會(huì)自動(dòng)打開繼續(xù)向污水池納入污水。如此循環(huán)往復(fù)。</p><p>　　SBR廢水處理技術(shù)針對(duì)污水水質(zhì)不同選用生物菌群不同，工藝要求要求有所不同，電

24、氣控制系統(tǒng)應(yīng)有參數(shù)可修正功能，以滿足廢水處理的要求。</p><p>　　2．SBR廢水處理系統(tǒng)動(dòng)力設(shè)備</p><p>　　SBR廢水處理系統(tǒng)中所使用的動(dòng)力設(shè)備（水泵、羅茨風(fēng)機(jī)、電動(dòng)閥），均采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)和電磁閥（AC220V選配）選配防水防潮型。</p><p>　　1#清水泵：立式離心泵LS50-10-A，揚(yáng)程10m，流量29m3/h，1kW。

25、</p><p>　　2#清水泵：立式離心泵LS40-32.1，揚(yáng)程30m，流量16m3/h，3kW。</p><p>　　曝氣羅茨風(fēng)機(jī)：TSA-40，0.7m3/min，1.1kW。</p><p>　　電動(dòng)閥：閥體D97A1X5-10ZB-125mm，電動(dòng)裝置LQ20-1，AC380V，60W。</p><p>　　3．SBR廢水處理電氣

26、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求</p><p>　　1) 控制裝置選用PLC作為系統(tǒng)的控制核心，根據(jù)工藝要求合理選配PLC機(jī)型和I/O接口。</p><p>　　2) 可執(zhí)行手動(dòng)/自動(dòng)兩種方式，應(yīng)能按照工藝要求編輯程序并可實(shí)時(shí)整定參數(shù)。</p><p>　　3) 電動(dòng)閥上驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為正、反轉(zhuǎn)雙向運(yùn)行，因此要在PLC控制回路加互鎖功能。</p><p>　　

27、4) PLC的接地應(yīng)按手冊(cè)中的要求設(shè)計(jì)，并在圖中表示或說明。</p><p>　　5) 為了設(shè)備安全運(yùn)行，考慮必要的保護(hù)措施，入如電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)、控制系統(tǒng)短路保護(hù)等。</p><p>　　6) 繪制電氣原理圖：包括主電路、控制電路、PLC硬件電路，編制PLC的I/O接口功能表。</p><p>　　7) 選擇電器元件、編制元器件目錄表。</p><

28、;p>　　8) 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。</p><p>　　9) 采用梯形圖或指令表編制PLC控制程序。</p><p>　　二、SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)過程</p><p><b>　　1．總體方案說明</b></p><p>　　1) SBR廢水處理系統(tǒng)控制對(duì)象電

29、動(dòng)機(jī)均由交流接觸器完成起、停控制，電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)要采用正、反轉(zhuǎn)控制。</p><p>　　2) 污水池、清水池、中水水箱水位檢測開關(guān)，在選型時(shí)考慮抗干擾性能，選用電極考慮耐腐蝕性。</p><p>　　3) 電動(dòng)閥上驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其內(nèi)部設(shè)有過載保護(hù)開關(guān)，為常閉觸點(diǎn)，作為電動(dòng)閥過載保護(hù)信號(hào)，PLC控制電路考慮該信號(hào)邏輯關(guān)系。</p><p>　　4) 1#清水泵、2#清水

30、泵、羅茨風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)分別采用熱繼電器實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，其熱繼電器的常開觸點(diǎn)通過中間繼電器轉(zhuǎn)換后，作為PLC的輸入信號(hào)，用以完成各個(gè)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的過載保護(hù)。</p><p>　　5) 羅茨風(fēng)機(jī)的控制要求在無負(fù)載條件下起動(dòng)或停機(jī)，需要在曝氣管路上設(shè)置排空電磁閥。</p><p>　　6) 主電路用斷路器，各負(fù)載回路和控制回路以及PLC控制回路采用熔斷器，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。</p>

31、<p>　　7) 電控箱設(shè)置在控制室內(nèi)。控制面板與電控箱內(nèi)的電器板用BVR型銅導(dǎo)線連接，電控箱與執(zhí)行裝置之間采用端子板連接。</p><p>　　8) PLC選用繼電器輸出型。</p><p>　　9) PLC自身配有24V直流電源，外接負(fù)載時(shí)考慮其供電容量。PLC接地端采用第三種接地方式，提高抗干擾能力。</p><p>　　2．SBR廢水處理電氣控

32、制原理圖設(shè)計(jì)</p><p>　　(1) 主電路設(shè)計(jì) SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)主電路如圖11-2所示。</p><p>　　圖11-2 SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)主電路</p><p>　　1) 主回路中交流接觸器KM1、KM2、KM3分別控制1#清水泵M1、2#清水泵M2、曝氣風(fēng)機(jī)M3；交流接觸器KM4、KM5控制電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)M4，通過正、反轉(zhuǎn)完成開起閥門和

33、關(guān)閉閥門的功能。</p><p>　　2) 電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4由熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)M4控制器內(nèi)還裝有常閉熱保護(hù)開關(guān)，對(duì)閥門電動(dòng)機(jī)M4實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)。</p><p>　　3) QF為電源總開關(guān)，既可完成主電路的短路保護(hù)，又起到分?jǐn)嗳嘟涣麟娫吹淖饔?，使用和維修方便。</p><p>　　4) 熔斷器FU1、FU2

34、、FU3、FU4分別實(shí)現(xiàn)各負(fù)載回路的短路保護(hù)。FU5、FU6分別完成交流控制回路和PLC控制回路的短路保護(hù)。</p><p>　　(2) 交流控制電路設(shè)計(jì) SBR廢水處理系統(tǒng)交流控制電路如圖11-3所示。</p><p>　　圖11-3 SBR廢水處理系統(tǒng)交流控制電路</p><p>　　1) 控制電路有電源指示HL。PLC供電回路采用隔離變壓器TC，以防止電源

35、干擾。</p><p>　　2) 隔離變壓器TC的選用根據(jù)PLC耗電量配置，可以配置標(biāo)準(zhǔn)型、變比1：1、容量100VA隔離變壓器。</p><p>　　3) 1#清水泵M1、2#清水泵M2、曝氣風(fēng)機(jī)M3分別有運(yùn)行指示燈HL1、HL2、HL3，由KM1、KM2、KM3接觸器常開輔助觸點(diǎn)控制。</p><p>　　4) 4臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4的過載保護(hù)，分別由

36、4個(gè)熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4實(shí)現(xiàn)，將其常閉觸點(diǎn)并聯(lián)后與中間繼電器KA1連接構(gòu)成過載保護(hù)信號(hào)，KA1還起到電壓轉(zhuǎn)換的作用，將220V交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流24V信號(hào)送入PLC完成過載保護(hù)控制功能。</p><p>　　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(diǎn)控制。</p><p>　　(3) 主要參數(shù)計(jì)算</p>&l

37、t;p>　　1) 斷路器QF脫扣電流。斷路器為供電系統(tǒng)電源開關(guān)，其主回路控制對(duì)象為電感性負(fù)載交流電動(dòng)機(jī)，斷路器過電流脫扣值按電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的1.7倍整定。SBR廢水處理系統(tǒng)有3kW負(fù)載電動(dòng)機(jī)一臺(tái)，起動(dòng)電流較大，其余三臺(tái)為1.1kW以下，起動(dòng)電流較小，而且工藝要求4臺(tái)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)起動(dòng)運(yùn)行，因此可根據(jù)3kW電動(dòng)機(jī)選擇自動(dòng)開關(guān)QF脫扣電流IQF：</p><p>　　IQF＝1.7IN=1.7×6A＝10

38、.2A≈10A，選用IQF＝10A的斷路器。</p><p>　　2) 熔斷器FU熔體額定電流IFU。以曝氣風(fēng)機(jī)為例，IFU≥2IN＝2×2.5A＝5A，選用5A的熔體。其余熔體額定電流的選擇，按上述方法選配。控制回路熔體額定電流選用2A。</p><p>　　3) 熱繼電器的選擇請(qǐng)參考有關(guān)技術(shù)手冊(cè)，自行計(jì)算參數(shù)。</p><p>　　(4) PLC控制電

39、路設(shè)計(jì) 包括PLC硬件結(jié)構(gòu)配置及PLC控制原理電路設(shè)計(jì)。</p><p>　　1) 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。了解各個(gè)控制對(duì)象的驅(qū)動(dòng)要求，如：驅(qū)動(dòng)電壓的等級(jí)、負(fù)載的性質(zhì)等；分析對(duì)象的控制要求，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，如：對(duì)開關(guān)量、模擬量的控制、用戶程序存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量等，選擇適合的PLC機(jī)型及外設(shè)，完成PLC硬件結(jié)構(gòu)配置。</p><p>　　2) 根據(jù)上述硬件

40、選型及工藝要求，繪制PLC控制電路原理圖，繪制PLC控制電路，編制I/O接口功能表。圖11-4為SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制電路原理圖，L6作為PLC輸出回路的電源，分別向輸出回路的負(fù)載供電，輸出回路所有COM端短接后接入電源N端。</p><p>　　圖11-4 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制電路原理圖</p><p>　　3) KM4和KM5接觸器線圈支路，設(shè)計(jì)了互鎖電路，以防止誤操作

41、故障。</p><p>　　4) PLC輸入回路中，信號(hào)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。輸入口如果有有源信號(hào)裝置，需要考慮信號(hào)裝置的電源等級(jí)和容量，最好不要使用PLC自身的24V直流電源，以防止電源過載損壞或影響其他輸入口的信號(hào)質(zhì)量。</p><p>　　5) PLC采用繼電器輸出，每個(gè)輸出點(diǎn)額定控制容量為AC250V，2A。

42、</p><p>　　表11-1和表11-2分別為SBR廢水處理系統(tǒng)PLC輸入和輸出接口功能表。</p><p>　　表11-1 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC輸入接口功能表</p><p>　　表11-2 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC輸出接口功能表</p><p><b>　?。ɡm(xù)）</b></p><p

43、>　　6) 根據(jù)上述設(shè)計(jì)，對(duì)照主回路檢查交流控制回路、PLC控制回路、各種保護(hù)聯(lián)鎖電路、PLC控制程序等，全部符合設(shè)計(jì)要求后，繪制出最終的電氣原理圖。</p><p>　　7) 根據(jù)設(shè)計(jì)方案選擇的電氣元件，編制原理圖的元器件目錄表，如表11-3所示。</p><p>　　表11-3 SBR廢水處理系統(tǒng)元器件目錄表</p><p>　　(5) PLC控制程序設(shè)

44、計(jì)</p><p>　　1) 程序設(shè)計(jì)。根據(jù)控制要求，建立SBR廢水處理系統(tǒng)控制流程圖，如圖11-5所示，表達(dá)出各控制對(duì)象的動(dòng)作順序，相互間的制約關(guān)系。在明確PLC寄存器空間分配，確定專用寄存器的基礎(chǔ)上，進(jìn)行控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，包括主程序編制、各功能子程序編制、其他輔助程序的編制等。</p><p>　　2) 系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試?？蛰d靜態(tài)調(diào)試時(shí)，針對(duì)運(yùn)行的程序檢查硬件接口電路中各種邏輯關(guān)系是否正

45、確，然后先調(diào)試子程序或功能模塊程序，然后調(diào)試初始化程序，最后調(diào)試主程序。調(diào)試過程中盡量接近實(shí)際系統(tǒng)，并考慮到各種可能發(fā)生的情況，作反復(fù)調(diào)試，出現(xiàn)問題及時(shí)分析、調(diào)整程序或參數(shù)。</p><p>　　3) 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)試及運(yùn)行。在動(dòng)態(tài)帶負(fù)載狀態(tài)下調(diào)試，密切觀察系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，采用先手動(dòng)再自動(dòng)的調(diào)試方法，逐步進(jìn)行。遇到問題及時(shí)停機(jī)，分析產(chǎn)生問題的原因，提出解決問題的方法，同時(shí)做好詳盡記錄，以備分析和改進(jìn)。</p&g

46、t;<p>　　圖11-5 SBR廢水處理系統(tǒng)控制流程圖</p><p>　　SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制程序如圖11-6所示。</p><p>　　圖11-6 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制梯形圖程序</p><p>　　圖11-6 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制梯形圖程序（續(xù)1）</p><p>　　圖11-6 SBR廢

47、水處理系統(tǒng)PLC控制梯形圖程序（續(xù)2）</p><p>　　圖11-6 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制梯形圖程序（續(xù)3）</p><p>　　圖11-6 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制梯形圖程序（續(xù)4）</p><p>　　圖11-6 SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制梯形圖程序（續(xù)5）</p><p>　　3．SBR廢水處理系統(tǒng)電氣工藝設(shè)計(jì)&l

48、t;/p><p>　　按設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)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(guān)電氣接線圖。</p><p>　　1) 先根據(jù)控制系統(tǒng)要求和電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)，確定電器元器件的總體布局以及電控箱內(nèi)裝配板與控制面板上應(yīng)安裝的電器元件。本系統(tǒng)除電控箱外，在污水處理設(shè)備現(xiàn)場設(shè)計(jì)安裝的電器元件和動(dòng)力設(shè)備有：電磁閥、水位開關(guān)、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)閥（含閥位控制器）等。電控箱內(nèi)電器板上安裝

49、的電器元件有：斷路器、熔斷器、隔離變壓器、PLC、接觸器、中間繼電器、熱繼電器和端子板等。在控制面板上設(shè)計(jì)安裝的電器元件有：控制按鈕、旋鈕開關(guān)、各色指示燈等。</p><p>　　2) 依據(jù)用戶要求滿足操作方便、美觀大方、布局均勻?qū)ΨQ等設(shè)計(jì)原則，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，如圖11-7～圖11-8所示。進(jìn)出引線采用接線端子板連接，接線圖略。</p><p>

50、;　　3) 依據(jù)電器元件布置圖及電器元器件的外形尺寸、安裝尺寸，繪制電器板（絕緣板、鍍鋅鐵板或架）、控制面板（有機(jī)玻璃板、鋁板或鐵板等）、墊板（有機(jī)械強(qiáng)度的絕緣板或鍍鋅板）等零部件加工圖。圖中應(yīng)注明外形尺寸、安裝孔徑、定位尺寸與公差、板材厚度以及加工要求等。本設(shè)計(jì)所涉及的鈑金加工技術(shù)圖從略。</p><p>　　4) 依據(jù)電器安裝板、控制面板尺寸設(shè)計(jì)電控箱，繪制電控箱安裝圖。本設(shè)計(jì)從略。</p>&

51、lt;p>　　至此，基本完成了SBR廢水處理系統(tǒng)要求的電氣控制原理設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)任務(wù)。</p><p>　　圖11-7 電控箱電器板元件布置圖 圖11-8 電控箱電器面板元件布置圖</p><p>　　4．編寫設(shè)計(jì)說明書、使用說明書和項(xiàng)目設(shè)計(jì)小結(jié)</p><p>　　1) 依據(jù)原理設(shè)計(jì)的過程，編寫設(shè)計(jì)說明書，說明書包括如下

52、主要內(nèi)容：</p><p>　　① 總體設(shè)計(jì)方案的選擇說明。</p><p>　?、?原理電路的設(shè)計(jì)說明，各控制要求如何實(shí)現(xiàn)。</p><p>　?、?電氣系統(tǒng)中主要參數(shù)的計(jì)算，主要元件的選擇及說明，編制元件明細(xì)表。</p><p>　?、?附上原理圖及規(guī)定完成的工藝圖。</p><p>　　2) 依據(jù)原理設(shè)計(jì)圖及控制

53、要求編寫使用說明書，說明書包括如下主要內(nèi)容：</p><p>　?、?本設(shè)備的實(shí)際用途、功能特點(diǎn)。</p><p>　?、?系統(tǒng)工作原理簡介。</p><p>　　③ 使用與維護(hù)注意事項(xiàng)。</p><p><b>　　5．設(shè)計(jì)用參考資料</b></p><p>　?、?工廠電氣控制設(shè)備</p

54、><p>　?、?電氣控制與可編程序控制器</p><p><b>　　③ 電氣工程手冊(cè)</b></p><p>　?、?三菱微型可編程序控制器手冊(cè)</p><p>　　⑤ 工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)</p><p>　?、?其他有關(guān)產(chǎn)品使用手冊(cè)</p><p><b>　

55、　參考選題</b></p><p>　　一、四層電梯自動(dòng)控制</p><p><b>　　1．控制要求</b></p><p>　　1) 采用PLC構(gòu)成四層簡易電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯的上、下行由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)為電梯上升，反轉(zhuǎn)為下降。一層有上升呼叫按鈕SB11和指示燈H11，二層有上升呼叫按鈕SB21和指示燈H21以及下降

56、呼叫按鈕SB22和指示燈H22，三層有上升呼叫按鈕SB31和指示燈H31以及下降呼叫按鈕SB32和指示燈H32，四層有下降呼叫按鈕SB41和指示燈H41。一至四層有到位行程開關(guān)ST1～ST4。電梯內(nèi)有一至四層呼叫按鈕SB1～SB4和指示燈H1～H4；電梯開門和關(guān)門按鈕SB5和SB6，電梯開門和關(guān)門分別通過電磁鐵YA1和YA2控制，關(guān)門到位由行程開關(guān)ST5檢測。此外還有電梯載重超限檢測壓力繼電器KP以及故障報(bào)警電鈴HA?？刂菩盘?hào)說明如表1

57、1-4所示。</p><p>　　表11-4 四層電梯控制信號(hào)說明</p><p>　　2) 樓層呼叫按鈕及電梯內(nèi)按鈕按下，電梯未達(dá)到相應(yīng)樓層或未得到相應(yīng)的響應(yīng)時(shí)，相應(yīng)指示燈一直接通指示。</p><p>　　3) 電梯運(yùn)行時(shí)，電梯開門與關(guān)門按鈕不起作用，電梯到達(dá)停在各樓層時(shí)，電梯開門與關(guān)門動(dòng)作可由電梯開門與關(guān)門按鈕控制，也可延時(shí)控制，但檢測到電梯超重時(shí)，電梯門不

58、能關(guān)閉，并由報(bào)警電鈴發(fā)出報(bào)警信號(hào)。</p><p>　　4) 電梯最大運(yùn)行區(qū)間為三層距離，若一次運(yùn)行時(shí)間超過30s，則電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，并由HA報(bào)警。</p><p>　　5) 檢修開關(guān)SB7接通時(shí)，電梯下行停在一層位置，進(jìn)行檢修，其他所有動(dòng)作均不相應(yīng)。</p><p>　　6) 電梯拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制電路有各種常規(guī)電氣保護(hù)，如短路保護(hù)、過載保護(hù)、正反轉(zhuǎn)互鎖等。</p&

59、gt;<p><b>　　7) 相關(guān)參數(shù)：</b></p><p>　　① 拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M：5.5kW，AC380V，11.6A，1440r/min。</p><p>　?、?指示燈H：0.25W，DC24V。</p><p>　?、?電鈴HA：8W，AC220V。</p><p>　?、?電磁鐵YA：100

60、mA，AC220V。</p><p><b>　　2．設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1) 根據(jù)控制要求進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，包括主電路、控制電路及PLC硬件配置電路。</p><p>　　2) 分析電梯所有可能運(yùn)行的方式，并依此編制電梯運(yùn)行PLC控制程序，有條件可以利用電梯模型或模擬開關(guān)板調(diào)試程序，模擬運(yùn)行。</p>

61、<p>　　3) 編寫設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容包括：</p><p>　　① 設(shè)計(jì)過程和有關(guān)說明。</p><p>　?、?基于PLC的電梯電氣控制系統(tǒng)電路圖。</p><p>　?、?PLC控制程序（梯形圖和指令表）。</p><p>　?、?電器元器件的選擇和有關(guān)計(jì)算。</p><p>　　⑤ 電氣設(shè)備明細(xì)表

62、。</p><p>　　⑥ 參考資料、參考書及參考手冊(cè)。</p><p>　　⑦ 其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調(diào)試過程、遇到的問題及解決方法、對(duì)課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和建議等。</p><p>　　二、十字路口帶倒計(jì)時(shí)顯示的交通信號(hào)燈控制</p><p><b>　　1．控制要求</b></p>&l

63、t;p>　　采用PLC構(gòu)成十字路口帶倒計(jì)時(shí)顯示的南北向和東西向交通信號(hào)燈的電氣控制。系統(tǒng)上電后，交通指揮信號(hào)控制系統(tǒng)由由一個(gè)3位轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1控制。SA1手柄指向左45º時(shí)，接點(diǎn)SA1-1接通，交通指揮系統(tǒng)開始按常規(guī)正常控制功能工作，按照如圖11-9所示工作時(shí)序周而復(fù)始，循環(huán)往復(fù)工作。正常運(yùn)行時(shí)，南北向及東西向均有兩位數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示牌同時(shí)顯示相應(yīng)的指示燈剩余時(shí)間值。SA1手柄指向中間0º時(shí)，接點(diǎn)SA1-2接通

64、，交通指揮系統(tǒng)南北向綠燈常亮，東西向紅燈常亮，數(shù)碼管顯示99不變。SA1手柄指向右45º時(shí)，接點(diǎn)SA1-3接通，交通指揮系統(tǒng)東西向綠燈常亮，南北向紅燈常亮，數(shù)碼管顯示99不變。控制信號(hào)說明見表11-5。</p><p>　　圖11-9 十字路口交通燈正常工作時(shí)序</p><p>　　表11-5 十字路口交通燈控制信號(hào)說明</p><p><b&g

65、t;　　2．設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1) 根據(jù)控制要求，進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，包括PLC硬件配置電路。</p><p>　　2) 根據(jù)控制要求，編制交通信號(hào)燈PLC控制程序，有條件可以利用交通燈模型或模擬開關(guān)板調(diào)試程序，模擬運(yùn)行。</p><p>　　3) 編寫設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容包括：</p><p>　?、?

66、設(shè)計(jì)過程和有關(guān)說明。</p><p>　　② 基于PLC的十字路口交通燈電氣控制電路圖。</p><p>　?、?PLC控制程序（梯形圖和指令表）。</p><p>　?、?電器元器件的選擇和有關(guān)計(jì)算。</p><p>　?、?電氣設(shè)備明細(xì)表。</p><p>　　⑥ 參考資料、參考書及參考手冊(cè)。</p>

67、<p>　?、?其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調(diào)試過程、遇到的問題及解決方法、對(duì)課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和建議等。</p><p>　　三、鍋爐車間輸煤機(jī)組控制</p><p>　　1．輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)</p><p>　　輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)示意圖如圖11-10所示，輸煤機(jī)組控制信號(hào)說明見表11-6。</p><p>　　圖11-

68、10 輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)示意圖</p><p>　　表11-6 輸煤機(jī)組控制信號(hào)說明</p><p>　　輸煤機(jī)組的拖動(dòng)系統(tǒng)由6臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)M1～M6和一臺(tái)磁選料器YA組成。SA1為手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，SB1和SB2為自動(dòng)開車/停車按鈕，SB3為事故緊急停車按鈕，SB4～SB9為6個(gè)控制按鈕，手動(dòng)時(shí)單機(jī)操作使用。HA為開車/停車時(shí)訊響器，提示在輸煤機(jī)組附近的工作人員物煤機(jī)準(zhǔn)備起動(dòng)請(qǐng)注

69、意安全。HL1～HL6為Ml～M6電動(dòng)機(jī)運(yùn)行指示，HL7為手動(dòng)運(yùn)行指示，HL8為緊急停車指示，HL9為系統(tǒng)運(yùn)行正常指示，HL10為系統(tǒng)故障指示。</p><p>　　2．輸煤機(jī)組控制要求</p><p>　　(1) 手動(dòng)開車/停車功能 SA1手柄指向左45º時(shí)，接點(diǎn)SA1-1接通，通過SB4～SB9控制按鈕，對(duì)輸煤機(jī)組單臺(tái)設(shè)備獨(dú)立調(diào)試與維護(hù)使用，任何一臺(tái)單機(jī)開車/停車時(shí)都有音響

70、提示，保證檢修和調(diào)試時(shí)人身和設(shè)備安全。</p><p>　　(2) 自動(dòng)開車/停車功能 SA1手柄指向右45º時(shí)，接點(diǎn)SA1-2接通，輸煤機(jī)組自動(dòng)運(yùn)行。</p><p>　　1) 正常開車 按下自動(dòng)開車按鈕SB1，音響提示5s后，回收電動(dòng)機(jī)M6起動(dòng)運(yùn)行并點(diǎn)亮HL6指示燈；10s后，2#送煤電動(dòng)機(jī)M5電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行并點(diǎn)亮HL5指示燈；10s后，提升電動(dòng)機(jī)M4起動(dòng)運(yùn)行并點(diǎn)亮HL4

71、指示燈；10s后，破碎電動(dòng)機(jī)M3起動(dòng)運(yùn)行并點(diǎn)亮HL3指示燈；10s后，1#送煤電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)運(yùn)行并點(diǎn)亮HL2指示燈；10s后，給料器電動(dòng)機(jī)M1和磁選料器YA起動(dòng)運(yùn)行并點(diǎn)亮HL1指示燈；10s后，點(diǎn)亮HL9系統(tǒng)正常運(yùn)行指示燈，輸煤機(jī)組正常運(yùn)行。</p><p>　　2) 正常停車 按下自動(dòng)開車按鈕SB2，音響提示5s后，給料器電動(dòng)機(jī)M1和磁選料器YA停車并熄滅HL1指示燈，同時(shí)，熄滅HL9系統(tǒng)正常運(yùn)行指示燈；10

72、s后，1#送煤電動(dòng)機(jī)M2停車并熄滅HL2指示燈；10s后，破碎電動(dòng)機(jī)M3停車并熄滅HL3指示燈；10s后，提升電動(dòng)機(jī)M4停車并熄滅HL4指示燈；10s后，2#送煤電動(dòng)機(jī)M5電動(dòng)機(jī)停車并熄滅HL5指示燈；10s后，回收電動(dòng)機(jī)M6停車并熄滅HL6指示燈；輸煤機(jī)組全部正常停車。</p><p>　　3) 過載保護(hù) 輸煤機(jī)組有三相異步電動(dòng)機(jī)M1～M6和磁選料器YA的過載保護(hù)裝置熱繼電器，如果電動(dòng)機(jī)、磁選料器在輸煤生產(chǎn)中

73、，發(fā)生過載故障需立即全線停車并發(fā)出報(bào)警指示。系統(tǒng)故障指示燈HL10點(diǎn)亮，HA電鈴斷續(xù)報(bào)警20s，HL10一直點(diǎn)亮直到事故處理完畢，繼續(xù)正常開車，恢復(fù)生產(chǎn)。</p><p>　　4) 緊急停車 輸煤機(jī)組正常生產(chǎn)過程中，可能會(huì)突發(fā)各種事件，因此需要設(shè)置緊急停車按鈕，實(shí)現(xiàn)緊急停車防止事故擴(kuò)大。緊急停車與正常停車不同，當(dāng)按下紅色蘑菇形緊急停車按鈕SB3時(shí)，輸煤機(jī)組立即全線停車，HA警報(bào)聲持續(xù)10s停止，緊急停車指示燈H

74、L8連續(xù)閃亮直到事故處理完畢，回復(fù)正常生產(chǎn)。</p><p>　　5) 系統(tǒng)正常運(yùn)行指示 輸煤機(jī)組中，拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1～M6和磁選料器YA按照程序全部正常起動(dòng)運(yùn)行后，HL9指示燈點(diǎn)亮。如果有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)或選料器未能正常起動(dòng)運(yùn)行，則視為故障，系統(tǒng)故障指示燈HL10點(diǎn)亮，輸煤機(jī)組停車。</p><p><b>　　(3) 相關(guān)參數(shù)</b></p><p&

75、gt;　　1) M1～M6及磁選料器YA功率如圖11-11中所示。</p><p>　　2) 指示燈HL：0.25W，DC24V。</p><p>　　3) 電鈴HA：8W，AC220V。</p><p><b>　　3．設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1) 根據(jù)控制要求，進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，包括主電路、

76、控制電路及PLC硬件配置電路。</p><p>　　2) 根據(jù)控制要求，編制輸煤機(jī)組PLC控制程序，有條件可以利用模擬開關(guān)板調(diào)試程序，模擬運(yùn)行。</p><p>　　3) 編寫設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容包括：</p><p>　?、?設(shè)計(jì)過程和有關(guān)說明。</p><p>　?、?基于PLC的輸煤機(jī)組電氣控制系統(tǒng)電路圖。</p><p

77、>　?、?PLC控制程序（梯形圖和指令表）。</p><p>　?、?電器元器件的選擇和有關(guān)計(jì)算。</p><p>　?、?電氣設(shè)備明細(xì)表。</p><p>　?、?參考資料、參考書及參考手冊(cè)。</p><p>　?、?其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調(diào)試過程、遇到的問題及解決方法、對(duì)課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和建議等。</p>

78、;<p>　　四、千斤頂液壓缸加工機(jī)床電氣控制</p><p><b>　　1．機(jī)床概況</b></p><p>　　本機(jī)床用于千斤頂液壓缸兩個(gè)端面的加工，采用裝在動(dòng)力滑臺(tái)上的左、右兩個(gè)動(dòng)力頭同時(shí)進(jìn)行切削。動(dòng)力頭的快進(jìn)、工進(jìn)及快退由液壓缸驅(qū)動(dòng)。液壓系統(tǒng)采用兩位四通電磁閥控制，并用調(diào)整死擋鐵的方法實(shí)現(xiàn)位置控制。</p><p>&l

79、t;b>　　機(jī)床的工作程序是：</b></p><p>　　(1) 工件定位 人工將零件裝入夾具后，定位液壓缸動(dòng)作，工件定位。</p><p>　　(2) 工件夾緊 零件定位后，延時(shí)15s，夾緊液壓缸動(dòng)作使零件固定在夾具內(nèi)，同時(shí)定位液壓缸退出以保證滑臺(tái)入位。</p><p>　　(3) 滑臺(tái)入位 滑臺(tái)帶動(dòng)動(dòng)力頭一起快速進(jìn)入加工位置。</

80、p><p>　　(4) 加工零件 左右動(dòng)力頭進(jìn)行兩端面切削加工，動(dòng)力頭到達(dá)加工終點(diǎn)位置即停止工進(jìn)，延時(shí)30s后停轉(zhuǎn)，快速退回原位。</p><p>　　(5) 滑臺(tái)復(fù)位 左右動(dòng)力頭退回原位后，滑臺(tái)復(fù)位。</p><p>　　(6) 夾具松開 當(dāng)滑臺(tái)復(fù)位后夾具松開，取出零件。</p><p>　　以上各種動(dòng)作由電磁閥控制，電磁閥動(dòng)作要求見表1

81、1-7。</p><p>　　表11-7 電磁閥動(dòng)作要求</p><p>　　注：“+”號(hào)表示電磁閥得電。</p><p><b>　　2．控制要求</b></p><p>　　(1) 左右動(dòng)力頭旋轉(zhuǎn)切削由電動(dòng)機(jī)M1集中傳動(dòng)，切削時(shí)冷卻泵電動(dòng)機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　(2) 只有在液壓泵

82、電動(dòng)機(jī)M3工作，油壓達(dá)到一定壓力（壓力繼電器檢測）后，才能進(jìn)行其他的控制。</p><p>　　(3) 機(jī)床即能半自動(dòng)循環(huán)工作，又能對(duì)各個(gè)動(dòng)作單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　(4) 要求有必要的電氣連鎖與保護(hù)，還有顯示與安全照明。</p><p>　　(5) 控制信號(hào)說明如表11-8所示。</p><p>　　表11-8 控制信號(hào)說明&

83、lt;/p><p><b>　　6) 相關(guān)參數(shù)：</b></p><p>　?、?動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)M1：Y100L-6，1.5 kW，AC380V，4.0A。</p><p>　?、?冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2：JCB-22，0.15kW，AC380V，0.43A。</p><p>　?、?液壓泵電動(dòng)機(jī)M3：Y801-4，0.55kW，A

84、C380V，1.6A。</p><p>　?、?電磁閥YV1～YV5：100mA，AC220V。</p><p>　?、?指示燈HL1～HL8：10mA，DC24V；安全照明：10W，6.3V。</p><p><b>　　3．設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1) 根據(jù)控制要求，進(jìn)行機(jī)床電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，包

85、括主電路、控制電路及PLC硬件配置電路。</p><p>　　2) 根據(jù)控制要求，編制機(jī)床控制PLC應(yīng)用程序，有條件可以利用模擬開關(guān)板調(diào)試程序，模擬運(yùn)行。</p><p>　　3) 編寫設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容包括：</p><p>　?、?設(shè)計(jì)過程和有關(guān)說明。</p><p>　?、?基于PLC的機(jī)床電氣控制系統(tǒng)電路圖。</p>&l

86、t;p>　?、?PLC控制程序（梯形圖和指令表）。</p><p>　?、?電器元器件的選擇和有關(guān)計(jì)算。</p><p>　?、?電氣設(shè)備明細(xì)表。</p><p>　?、?參考資料、參考書及參考手冊(cè)。</p><p>　?、?其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調(diào)試過程、遇到的問題及解決方法、對(duì)課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和建議等。</p

87、><p>　　五、旋轉(zhuǎn)式濾水器電氣控制系統(tǒng)</p><p><b>　　1．設(shè)備概況</b></p><p>　　旋轉(zhuǎn)式濾水器主要用于水力發(fā)電廠的生產(chǎn)用水過程中，對(duì)進(jìn)入水廠原水中2cm3以上的漂浮雜物進(jìn)行過濾除雜。該設(shè)備安裝在水處理車間的進(jìn)水管道入口處，根據(jù)生產(chǎn)用水量的實(shí)際需要，既可單臺(tái)使用，也可多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行。旋轉(zhuǎn)式濾水器的基本工作原理是根據(jù)旋轉(zhuǎn)式

88、濾水器進(jìn)水口、出水口之間的水位壓力差來控制旋轉(zhuǎn)式濾水器的除雜排污。</p><p>　　正常濾水過程：由于旋轉(zhuǎn)式濾水器進(jìn)水與出水口的水流正常，產(chǎn)生的壓力差低于差壓控制器設(shè)定值，因此，差壓控制器內(nèi)微動(dòng)開關(guān)無動(dòng)作輸出，原水正常過濾。</p><p>　　除雜排污過程：由于旋轉(zhuǎn)式過濾器長時(shí)間過濾原水，勢必在濾水器內(nèi)的過濾孔中阻塞大量的水中漂浮物，使得進(jìn)水口的水壓大于出水口的水壓，出水量減少，進(jìn)、

89、出水口產(chǎn)生的壓力差高于差壓控制器設(shè)定值，這時(shí)差壓控制器內(nèi)微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作輸出，常開觸點(diǎn)閉合，接通控制系統(tǒng)進(jìn)行除雜排污。除雜排污后旋轉(zhuǎn)式濾水器又恢復(fù)正常濾水狀態(tài)，生產(chǎn)供水系統(tǒng)安全運(yùn)行。旋轉(zhuǎn)式濾水器控制框圖如圖11-11所示。</p><p>　　圖11-11 旋轉(zhuǎn)式濾水器控制框圖</p><p><b>　　2．控制要求</b></p><p>　

90、　(1) 手動(dòng)調(diào)試和檢修 SA1手柄指向左45º時(shí)，接點(diǎn)SA1-1接通，通過SB1、SB2控制按鈕，手動(dòng)開/關(guān)電動(dòng)閥，通過SB3、SB4控制按鈕，手動(dòng)開/關(guān)濾水器電動(dòng)機(jī)，以便于系統(tǒng)調(diào)試和檢修。</p><p>　　(2) 人工除雜排污 SA1手柄指向右45º時(shí)，接點(diǎn)SA1-2接通，人工起動(dòng)、停止旋轉(zhuǎn)式濾水器進(jìn)行除雜排污。</p><p>　　(3) 定時(shí)自動(dòng)除雜排污

91、：SA1手柄回零位時(shí)，若原水中雜物較少，固體漂浮物也較少，因此，水處理車間的旋轉(zhuǎn)式濾水器長時(shí)間正常濾水，不能進(jìn)行差壓自動(dòng)除雜排污。由于旋轉(zhuǎn)式濾水器長時(shí)間置于水中，各個(gè)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)銹蝕，影響過濾和除雜排污或?qū)е滦D(zhuǎn)式濾水器損壞，因此，需要具有定時(shí)自動(dòng)除雜排污功能。</p><p>　　(4) 差壓自動(dòng)除雜排污 SA1手柄回零位時(shí)，若濾水器進(jìn)、出水口產(chǎn)生的壓力差高于差壓控制器設(shè)定值時(shí)，旋轉(zhuǎn)式濾水器自動(dòng)進(jìn)行除雜排污

92、，直到濾水器進(jìn)、出水口產(chǎn)生的壓力小于差壓控制器設(shè)定值時(shí)，旋轉(zhuǎn)式濾水器自動(dòng)停止除雜排污，恢復(fù)正常濾水狀態(tài)。</p><p>　　(5) 超壓停機(jī) 旋轉(zhuǎn)式濾水器內(nèi)部的過濾孔被小顆粒雜物堵死無法排出，進(jìn)、出水口的壓力差較高，雖然進(jìn)行了除雜排污，但是進(jìn)、出水口的壓力差仍然未能降到正常值，差壓控制器內(nèi)微動(dòng)開關(guān)長時(shí)間動(dòng)作（8～10min），需要立即停車，并發(fā)出聲光報(bào)警。</p><p>　　(6)

93、計(jì)數(shù)功能 該設(shè)備不管進(jìn)行了哪種形式的除雜排污，每次進(jìn)行除雜排污后都要有記錄，因此需要記錄除雜排污次數(shù)（5位）。</p><p>　　(7) 減速機(jī)潤滑 在旋轉(zhuǎn)式濾水器上裝有行星擺線針輪減速機(jī)，由輸油泵將油室中的潤滑油源源地送入減速機(jī)，液壓泵拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)與濾水器電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)行。</p><p>　　(8) 除雜排污閥門的電動(dòng)裝置 內(nèi)設(shè)三相交流異步電動(dòng)機(jī)380V/60W、閥門限位開關(guān)和電動(dòng)

94、機(jī)過熱保護(hù)，通過正、反相運(yùn)行實(shí)現(xiàn)開閥、關(guān)閥功能。</p><p>　　(9) 其他 必要的電氣聯(lián)鎖與保護(hù)，受控對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)顯示等。</p><p><b>　　10) 相關(guān)參數(shù)</b></p><p>　　1) 濾水器電動(dòng)機(jī)M1：Y系列，AC380V，1.5 kW，6極；液壓泵電動(dòng)機(jī)M2：Y系列，AC380V，70W，4極；減速機(jī)4極減速；電

95、動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)M3：AC380V，60W，電動(dòng)閥自帶。</p><p>　　2) 差壓變送器測量范圍：0.3～0.8MPa可調(diào)，電感性電接點(diǎn)輸出：AC220V，1A。</p><p>　　3) 指示燈HL：10mA，DC24V。</p><p>　　4) 電鈴HA：8W，AC220V。</p><p>　　11) 控制信號(hào)說明見表11-9。<

96、;/p><p>　　表11-9 控制信號(hào)說明</p><p><b>　　3．設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1) 根據(jù)控制要求，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)式濾水器電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，包括主電路、控制電路及PLC硬件配置電路。</p><p>　　2) 根據(jù)控制要求，編制旋轉(zhuǎn)式濾水器控制PLC應(yīng)用程序，有條件可以利用模擬開關(guān)板調(diào)

97、試程序，模擬運(yùn)行。</p><p>　　3) 編寫設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容包括：</p><p>　?、?設(shè)計(jì)過程和有關(guān)說明。</p><p>　?、?基于PLC的旋轉(zhuǎn)式濾水器電氣控制系統(tǒng)電路圖。</p><p>　?、?PLC控制程序（梯形圖和指令表）。</p><p>　?、?電器元器件的選擇和有關(guān)計(jì)算。</p>

98、;<p>　?、?電氣設(shè)備明細(xì)表。</p><p>　?、?參考資料、參考書及參考手冊(cè)。</p><p>　　⑦ 其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調(diào)試過程、遇到的問題及解決方法、對(duì)課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和建議等。</p><p>　　六、搶答器PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1．設(shè)備概況</b&

99、gt;</p><p>　　實(shí)用搶答器的這一產(chǎn)品是各種競賽活動(dòng)中不可缺少的設(shè)備，無論是學(xué)校、工廠、軍隊(duì)還是益智性電視節(jié)目，都會(huì)舉辦各種各樣的智力競賽，都會(huì)用到搶答器。目前市場上已有的各種各樣的智力競賽搶答器絕大多數(shù)是早期設(shè)計(jì)的，只具有搶答鎖定功能的一個(gè)電路，以模擬電路、數(shù)字電路或者模擬電路與數(shù)字電路相結(jié)合的產(chǎn)品，這部分搶答器已相當(dāng)成熟。現(xiàn)在的搶答器具有倒計(jì)時(shí)、定時(shí)、自動(dòng)（或手動(dòng)）復(fù)位、報(bào)警（即聲響提示，有的以音樂

100、的方式來體現(xiàn)）、屏幕顯示、按鍵發(fā)光等多種功能。但功能越多的電路相對(duì)來說就越復(fù)雜，且成本偏高，故障高，顯示方式簡單(有的甚至沒有顯示電路)，無法判斷提前搶按按鈕的行為，不便于電路升級(jí)換代。本設(shè)計(jì)要求就是利用PLC作為核心部件進(jìn)行邏輯控制及信號(hào)的產(chǎn)生，用PLC本身的優(yōu)勢使競賽真正達(dá)到公正、公平、公開。</p><p><b>　　2．控制要求</b></p><p>　　

101、1）搶答器同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕S0 ~ S7表示。</p><p>　　2）設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。</p><p>　　3）搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。</p>&l

102、t;p>　　4）搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)"開始"鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(shí)間0.5秒左右。</p><p>　　5）參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。</p><p>　　6）如果定時(shí)時(shí)

103、間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。</p><p><b>　　3．設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1) 根據(jù)控制要求，進(jìn)行搶答器PLC控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，包括主電路、控制電路及PLC硬件配置電路。</p><p>　　2) 根據(jù)控制要求，編制搶答器PLC控制應(yīng)用程序。</p>&l

104、t;p>　　3) 編寫設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容包括：</p><p>　?、?設(shè)計(jì)過程和有關(guān)說明。</p><p>　?、?基于PLC的搶答器電氣控制系統(tǒng)電路圖。</p><p>　?、?PLC控制程序（梯形圖和指令表）。</p><p>　　④ 電器元器件的選擇和有關(guān)計(jì)算。</p><p>　?、?電氣設(shè)備明細(xì)表。&l

105、t;/p><p>　?、?參考資料、參考書及參考手冊(cè)。</p><p>　?、?其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調(diào)試過程、遇到的問題及解決方法、對(duì)課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和建議等。</p><p>　　七、臥式車床電氣控制系統(tǒng)</p><p><b>　　1．設(shè)備概況</b></p><p>　　車床

106、是機(jī)床中應(yīng)用最廣泛的一種，它可以用于切削各種工件的外圓、內(nèi)孔、端面及螺紋。車床在加工工件時(shí)，隨著工件材料和材質(zhì)的不同，應(yīng)選擇合適的主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給速度。但目前中小型車床多采用不變速的異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，它的變速是靠齒輪箱的有級(jí)調(diào)速來實(shí)現(xiàn)的，所以它的控制電路比較簡單。為滿足加工的需要，主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有時(shí)需要正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，這個(gè)要求一般是通過改變主軸電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向或采用離合器來實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)多半是把主軸運(yùn)動(dòng)分出一部分動(dòng)力，通過掛輪箱傳給進(jìn)給箱來實(shí)現(xiàn)刀

107、具的進(jìn)給。有的為了提高效率，刀架的快速運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)。車床一般都設(shè)有交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的冷卻泵，來實(shí)現(xiàn)刀具切削時(shí)冷卻。有的還專設(shè)一臺(tái)潤滑泵對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行潤滑。</p><p><b>　　2．控制要求</b></p><p>　　(1) 主要控制電器為三臺(tái)電機(jī)：主電動(dòng)機(jī)、冷卻泵電機(jī)、快速移動(dòng)電機(jī)。三臺(tái)電機(jī)都要有短路保護(hù)措施。</p><p&g

108、t;　　主電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電機(jī)采用熱繼電器進(jìn)行過載保護(hù)</p><p>　　主電動(dòng)機(jī)要采用降壓起動(dòng)方式起動(dòng)</p><p>　　主電動(dòng)機(jī)要求能夠正反轉(zhuǎn)控制，并且有點(diǎn)動(dòng)調(diào)整控制和長動(dòng)控制，采用反接制動(dòng)</p><p>　　主回路負(fù)載的電流大小能夠監(jiān)控，但要防止啟動(dòng)電流對(duì)電流表產(chǎn)生沖擊。</p><p><b>　　機(jī)床要有照明設(shè)施<

109、;/b></p><p>　　表3-1 車床控制系統(tǒng)信號(hào)說明</p><p><b>　　3．設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1) 根據(jù)控制要求，進(jìn)行臥式車床電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，包括主電路、控制電路及PLC硬件配置電路。</p><p>　　2) 根據(jù)控制要求，編制臥式車床控制PLC應(yīng)用程序。<

110、/p><p>　　3) 編寫設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容包括：</p><p>　?、?設(shè)計(jì)過程和有關(guān)說明。</p><p>　　② 基于PLC的臥式車床電氣控制系統(tǒng)電路圖。</p><p>　　③ PLC控制程序（梯形圖和指令表）。</p><p>　?、?電器元器件的選擇和有關(guān)計(jì)算。</p><p>　?、?/p>

111、 電氣設(shè)備明細(xì)表。</p><p>　?、?參考資料、參考書及參考手冊(cè)。</p><p>　　⑦ 其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調(diào)試過程、遇到的問題及解決方法、對(duì)課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和建議等。</p><p>　　八、搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)</p><p><b>　　1．設(shè)備概況</b></p>&l

112、t;p>　　鉆床可以進(jìn)行多種形式的加工，如；鉆孔、鏜孔、鉸孔及攻螺紋。因此要求鉆床的主軸運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有較寬的調(diào)速范圍。Z3040型搖臂鉆床的主軸的調(diào)速范圍為50:1，正轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速為40 r/min，最高為2000 r/min，進(jìn)給范圍為0.05～1.60 r/min。它的調(diào)速是通過三相交流異步電動(dòng)機(jī)和變速箱來實(shí)現(xiàn)的。也有的是采用多速異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，這樣可以簡化變速機(jī)構(gòu)。</p><p>　　鉆床的種類很多

113、，有臺(tái)鉆、立鉆、臥鉆、專門化鉆床和搖臂鉆床。臺(tái)鉆和立鉆的電氣電路比較簡單，其他型式的鉆床在控制系統(tǒng)上也大同小異。</p><p>　　搖臂鉆床適合于在大、中型零件上進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔及攻螺紋等工作，在具有工藝裝備的條件下還可以進(jìn)行鏜孔。搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸的正反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過機(jī)械轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的。故主電動(dòng)機(jī)只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。</p><p>　　搖臂

114、鉆床除了主軸的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外，還有搖臂的上升、下降及立柱的夾緊和放松。搖臂的上升、下降由一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸箱、立柱的夾緊和放松由另一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。通過電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)齒輪泵，供給夾緊裝置所需要的壓力油。而搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱的左右移動(dòng)通常采用手動(dòng)。此外還有一臺(tái)冷卻泵電動(dòng)機(jī)對(duì)加工的刀具進(jìn)行冷卻。</p><p><b>　　2．控制要求</b></p><p&g

115、t;　　(1) 主要控制電器為四臺(tái)電機(jī)：主電動(dòng)機(jī)、搖臂升降電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)、冷卻泵電機(jī)。</p><p>　　(2)主電動(dòng)機(jī)和液壓泵電機(jī)采用熱繼電器進(jìn)行過載保護(hù)，搖臂升降電動(dòng)機(jī)、冷卻泵電機(jī)均為短時(shí)工作，不設(shè)過載保護(hù)。</p><p>　　(3)搖臂的升降，主軸箱、立柱的夾緊放松都要求拖動(dòng)搖臂升降電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)能夠正反轉(zhuǎn)。</p><p>　　(4)搖臂的升