電氣控制課程設(shè)計說明書

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)書1</b></p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)：1</b></p><p><b>　　控制設(shè)計要求：1</b></p><p>　　第一章 原理圖設(shè)計1</

2、p><p>　　1.2 主電路設(shè)計2</p><p>　　1.3 控制電路設(shè)計3</p><p>　　1.4 指示燈設(shè)計4</p><p>　　第二章 電氣控制板電路設(shè)計4</p><p>　　2.1 電器的選擇4</p><p>　　2.2 控制板安裝9</p><

3、p>　　2.3 電氣控制板………..………………………………………………………9</p><p>　　第三章 PLC控制設(shè)計10</p><p>　　3.1 分析輸入/輸出10</p><p>　　3.2 PLC的選擇10</p><p>　　3.3 I/O分配表…………………………………………………………………12</p

4、><p>　　3.4 程序梯形圖12</p><p>　　3.5 梯形圖對應(yīng)語句14</p><p><b>　　小結(jié)</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)書</b></p><p

5、>　　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表面上的油漆。而在鐵質(zhì)零件圖電泳漆時，電泳槽內(nèi)有一攪動泵十二運轉(zhuǎn)時而停止，這樣既經(jīng)濟又節(jié)能，還可以攪動電泳漆使之不沉淀的目的。</p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)：</b></p><p>　　1.繪制電氣控制原理圖（A2圖幅）、PLC外圍接線圖（A3圖幅）、編寫PLC

6、控制程序。</p><p>　　2.制作電氣控制板：按照設(shè)計指導(dǎo)書要求的控制功能，制作安裝電動機主回路、控制回路和指示回路。</p><p>　　3.完成設(shè)計說明書。</p><p><b>　　控制設(shè)計要求：</b></p><p>　　1.電動機功率為7.5KW，全壓啟動且為正反方向旋轉(zhuǎn)；</p>

7、<p>　　2.每次啟動時先正傳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分鐘后再次啟動電機進行攪動工作；</p><p>　　3.電動機有相應(yīng)的保護措施及總?？刂?；</p><p>　　4.系統(tǒng)要求電源指示，運行指示，電流指示及電壓指示。</p><p><b>　　第一章 原理圖設(shè)計</b></p

8、><p>　　1.1 電氣設(shè)計一般原則</p><p>　　1)最大限度滿足生產(chǎn)機械和生產(chǎn)工藝對電氣控制的要求。</p><p>　　2)在滿足要求的前提下，使控制系統(tǒng)簡單，經(jīng)濟，合理，便于操作，維修方便，安全可靠。</p><p>　　3)電器元件選用合理，正確，使系統(tǒng)能正常工作。</p><p>　　4)為適應(yīng)工藝的改

9、進，設(shè)備能力應(yīng)留有裕量。</p><p><b>　　1.2 主電路設(shè)計</b></p><p>　　電動機為三相交流異步電動機，按照控制設(shè)計要求，電機應(yīng)有必要的保護措施，要求起動時電動機有正反轉(zhuǎn)，所以主電路中有熔斷器，用于短路保護，熱元件用于過載保護，接觸器主觸點KM1閉合時，電動機正轉(zhuǎn)，接觸器主觸點KM2閉合時，電動機反轉(zhuǎn)。</p><p>

10、;　　1.3 控制電路設(shè)計 按照控制要求，每次起動時先正轉(zhuǎn)2分鐘后反轉(zhuǎn)2分鐘，連續(xù)工作20分鐘后停止，停止攪動15分鐘后再次起動電動機進行攪動工作，控制電路有總?？刂?，所以按下SB2，KM1線圈得電，KT1線圈同時得電，KM1輔助常開觸點閉合自鎖，常閉觸點斷開，確保反轉(zhuǎn)電路斷開，主電路中主觸點KM1閉合，電動機開始正轉(zhuǎn)，2分鐘時間到，KT1繼電器延時閉合常開觸點閉合，KM2線圈得電，同時KT2線圈得電，主電路中主觸點KM2閉合，電動機

11、開始反轉(zhuǎn)，當(dāng)正轉(zhuǎn)的同時，KT3線圈、KA1線圈得電，KT3時間到，常開觸點閉合，KT5線圈得電，KT3與KT5保證電動機連續(xù)工作20分鐘，20分鐘時間到，KT5常開觸點閉合，KT4、KA2同時得電，開始延時15分鐘，即電動機停止工作15分鐘，15分鐘到，KT4常開觸點閉合，KM1、KT1線圈又同時得電，電動機再次正轉(zhuǎn)，如此循環(huán)。另外控制電路也有熔斷器和熱繼電器，用于短路保護和過載保護。</p><p><b

12、>　　1.4 指示燈設(shè)計</b></p><p>　　指示燈是用來指示電動機運行狀態(tài)的，主觸點KM1閉合時，控制電路中輔助觸點KM1也同時閉合，電動機正轉(zhuǎn)的同時燈L1 也亮，同理，KM2觸點閉合時，電動機反轉(zhuǎn)的同時燈L2亮。 </p><p>　　第二章 電氣控制板電路設(shè)計</p><p><b>　　2.1 電器的選擇</b

13、></p><p>　　2.1.1低壓斷路器的選擇</p><p>　　低壓斷路器主要根據(jù)保護特性要求，分?jǐn)嗄芰?，電網(wǎng)電壓類型及等級,負(fù)載電流，操作頻率等方面進行選擇.</p><p>　　(1)額定電壓和額定電流：低壓斷路器的額定電壓和額定電流應(yīng)大于或等于線路的額定電壓和額定電流.</p><p>　　(2)熱脫扣器：熱脫扣器整定電流

14、應(yīng)與被控制電動機或負(fù)載的額定電流一致.</p><p>　　(3)過電流脫扣器：過電流脫扣器瞬時動作整定電流由下式確定</p><p>　　式中 ——瞬時動作整定電流(A);</p><p>　　—線路中的尖峰電流.若負(fù)載是電動機,則Is為起動電流(A);</p><p>　　K考慮整定誤差和起動電流允許變化的安全系數(shù)。當(dāng)動作時間大于20ms

15、時,取</p><p>　　K=1.35；當(dāng)動作時間小于 20ms時,取 K=1.7.</p><p>　　所以低壓斷路器選擇：DZ47¬¬—60 C32</p><p>　　2.1.2 接觸器的選擇</p><p>　　接觸器種類的選擇：根據(jù)接觸器控制的負(fù)載性質(zhì)來相應(yīng)選擇直流接觸器還是交流接觸器；一般場合選用電磁式接觸

16、器，對頻繁操作的帶交流負(fù)載的場合，可選用帶直流電磁線圈的交流按觸器。</p><p>　　接觸器額定電壓的確定:：接觸器主觸頭的額定電壓應(yīng)根據(jù)主觸頭所控制負(fù)載電</p><p>　　路的額定電壓來確定。</p><p>　　接觸器額定電流的選擇 一般情況下，接觸器主觸頭的額定電流應(yīng)大于等于負(fù)載或電動機的額定電流,計算公式為</p><p>&

17、lt;b>　　=</b></p><p>　　式中 ——接觸器主觸頭額定電流(A);</p><p>　　K ——經(jīng)驗系數(shù),一般取l～1.4;</p><p>　　——被控電動機額定功率(kw);</p><p>　　——被控電動機額定線電壓(V).</p><p>　　當(dāng)接觸器用于電動機頻繁起動，制

18、動或正反轉(zhuǎn)的場合，一般可將其額定電流降一個等級來選用。</p><p>　　所以接觸器選擇：XK—06—201 1368</p><p>　　2.1.3 熱繼電器的選擇</p><p>　　原則上按被保護電動機的額定電流選取熱繼電器。對于長期正常工作的電動機，熱繼電器中熱元件的整定電流值為電動機額定電流的0.95-1.05倍：對于過載能力較差的電動機,熱繼電器熱元件

19、整定電流值為電動機額定電流的0.6一0.8倍。</p><p>　　對于不頻繁起動的電動機，應(yīng)保證熱繼電器在電動機起動過程中不產(chǎn)生誤動作，若電動機起動電流不超過其額定電流的6倍，并且起動時間不超過6S，可按電動機的額定電流來選擇熱繼電器。</p><p>　　對于重復(fù)短時工作制的電動機，首先要確定熱繼電器的允許操作頻率，然后再根據(jù)電動機的起動時間，起動電流和通電持續(xù)率來選擇。</p&

20、gt;<p>　　所以熱繼電器選擇： JR36—20</p><p>　　2.1.4 熔斷器的選擇</p><p>　　熔斷器額定電壓和額定電流：熔斷器的額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓，額定電流應(yīng)大于或等于所裝熔體的額定電流。</p><p>　　熔斷器熔體額定電流：對于長期工作的單臺電動機，要考慮電動機起動時不應(yīng)熔斷，即≥(1.5~2.5)

21、 </p><p>　　輕載時系數(shù)取1.5，重載時系數(shù)取2.5.</p><p>　　所以熔斷器選擇：RT18—32 </p><p>　　2.1.5 時間繼電器的選擇</p><p>　　延時方式：根據(jù)控制電路的要求來選擇延時方式，即通電延時型和斷電延時型。

22、 電流種類和電壓等級：電磁阻尼式和空氣阻尼式時間繼電器，其線圈的電流種類和電壓等級應(yīng)與控制電路的相同；電動機或與晶體管式時間繼電器，其電源的電流種類和電壓等級應(yīng)與控制電路的相同。</p><p>　　由于設(shè)備有限，實驗過程用的是數(shù)字時間繼電器：JS14P</p><p>　　2.1.6 中間繼電器的選擇</p><p>　　中間

23、繼電器可作為保護用，也可作為自動裝置控制用，以增加保護的控制回路的觸點數(shù)量及容量、擴大控制范圍的提高控制能力等。</p><p>　　中間繼電器選：JZX—22F</p><p>　　2.1.7 按鈕的選擇</p><p>　　根據(jù)使用場所，選擇控制按鈕的種類為開啟式，單鈕，根據(jù)控制要求，選擇紅色和綠色按鈕。型號為：LAYT</p><p>

24、　　綜上所述，列表格如下：</p><p>　　2.2 控制板安裝原則</p><p>　　1.設(shè)計電氣控制線路，選擇元器件。</p><p><b>　　2.制定材料明細(xì)表</b></p><p>　　3.按照現(xiàn)有電氣控制板的尺寸，布置和安裝電器元件，連接控制線路。發(fā)現(xiàn)問題是及時改正，做好更改記錄。</p>

25、<p>　　4.控制電路接線時，要做好線號，等位點用相同的線號，以便檢查線路。</p><p>　　5.安全檢查無誤后通電調(diào)試控制線路，排除故障。</p><p><b>　　2.3電氣控制板</b></p><p><b>　　控制過程：</b></p><p>　　（注：數(shù)字時間繼

26、電器最長延時99S，所以用2S代替正反轉(zhuǎn)2分鐘，8S代替連續(xù)運行20分鐘，5S代替停止15分鐘）</p><p>　　按一下綠色啟動按鈕，電動機開始正轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)指示燈亮，2S后，電動機自動開始反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)指示燈亮，2S后，電動機又開始正轉(zhuǎn)，這樣正轉(zhuǎn)2次，反轉(zhuǎn)2次，，連續(xù)工作8S后，電動機停止工作，在延時5S后，電動機又開始正轉(zhuǎn)，如此循環(huán)以上步驟。</p><p>　　第三章 PLC控制設(shè)計&l

27、t;/p><p>　　3.1 分析輸入/輸出</p><p>　　輸入：SB1 、SB2</p><p>　　輸出：KM1 、KM2</p><p>　　3.2 PLC的選擇</p><p>　　3.2.1 對輸入輸出點的選擇</p><p>　　要先弄清控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)，再按實際點數(shù)的15%～

28、20%留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需PLC的點數(shù)。</p><p>　　一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數(shù)有限制，一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的60％。</p><p>　　選型時要考慮PLC每個輸出點的驅(qū)動能力（A／點）也是有限的，有的PLC每點輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異；一般PLC的允許輸出電流隨環(huán)境溫度為升高而有所降低等。</p&g

29、t;<p>　　PLC的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。如果輸出信號之間不需隔離，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的PLC。</p><p>　　3.2.2 對存儲容量的選擇</p><p>　　對用戶存儲容量只能作粗略的估算。在僅對開關(guān)量進行控制的系統(tǒng)中，可以用輸入總點數(shù)乘10字／點＋輸出總點數(shù)乘5字／點來估算；計數(shù)器／定時器按（3～5）字／個估算；有運算處理時按（5～1

30、0）字／量估算；在有模擬量輸入／輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入（或輸出）一路模擬量約需（80～100）字左右的存儲容量來估算；有通信處理時按每個接口200字以上的數(shù)量粗略估算。一般按估算容量的50~100%留有裕量。對缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者，要留有更大的裕量。</p><p>　　3.2.3 對I/O響應(yīng)時間的選擇 </p><p>　　PLC的 I/O響應(yīng)時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工

31、作方式引起的時間延遲（一般在 2～3個掃描周期）等。對開關(guān)量控制的系統(tǒng)，PLC的I/O響應(yīng)時間一般都能滿足實際工程的要求，可不必考慮I/O響應(yīng)問題。對模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)控制系統(tǒng)要考慮I/O響應(yīng)問題。</p><p>　　綜上所述，PLC選擇CPM1A-10CDR-A即滿足要求。</p><p>　　3.3 I/O分配表</p><p><b>　

32、　3.4 程序梯形圖</b></p><p>　　3.3.1 正轉(zhuǎn)運行梯形圖</p><p>　　當(dāng)00001 ON時，線圈01000得電，01000為ON ，自鎖，電動機開始正轉(zhuǎn)，同時定時器TIM 000開始計時，計時時間為1200S（即2分鐘）</p><p>　　3.3.2 反轉(zhuǎn)運行梯形圖</p><p>　　正轉(zhuǎn)定時器時間

33、到，TIM000為ON，線圈01001得電，并且自鎖，電動機開始反轉(zhuǎn)，同時定時器TIM 001開始計時，計時時間為1200S（即2分鐘）</p><p>　　3.3.3 連續(xù)運行梯形圖</p><p>　　當(dāng)線圈01000得電時，01000為ON ，TIM 002與TIM 000同時開始計時，TIM 002計時時間為6000S，6000S后TIM 002為ON ，TIM 004開始計時，T

34、IM 004計時時間也為6000S （即TIM 002與TIM 004共計時20分鐘）</p><p>　　3.3.4 停止運行梯形圖</p><p>　　TIM 004定時器計時時間到，TIM 004常閉為OFF，電動機停止正反轉(zhuǎn)，同時TIM 004常開為ON ，TIM 003定時器開始計時，計時時間為9000S（即15分鐘）</p><p>　　3.5 梯形圖對

35、應(yīng)語句</p><p>　　LDNOT 00000 </p><p><b>　　IL(02)</b></p><p>　　LDNOT TIM004</p><p><b>　　IL(02)</b></p><p>　　LD 00001</p>

36、;<p>　　OR 01000</p><p>　　OR TIM001</p><p>　　OR TIM003</p><p>　　ANDNOT 01001</p><p>　　TIM 000</p><p><b>　　#1200</b>&l

37、t;/p><p>　　LD 00001</p><p>　　OR 01000</p><p>　　OR TIM001</p><p>　　OR TIM003</p><p>　　ANDNOT 01001</p><p>　　ANDNOT TIM000</

38、p><p>　　OUT 01000</p><p>　　LD TIM000</p><p>　　OR 01001</p><p>　　ANDNOT 01000</p><p>　　TIM 001</p><p><b>　　#1200</b>

39、;</p><p>　　LD TIM000</p><p>　　OR 01001</p><p>　　ANDNOT 01000</p><p>　　ANDNOT TIM001</p><p>　　OUT 01001</p><p><b>　　ILC(03)

40、</b></p><p>　　LD 01000</p><p>　　OR 20000</p><p>　　ANDNOT 20001</p><p>　　TIM 002</p><p><b>　　#6000</b></p><p>

41、　　LD 01000</p><p>　　OR 20000</p><p>　　ANDNOT 20001</p><p>　　AND TIM002</p><p>　　TIM 004</p><p><b>　　#6000</b></p><p

42、>　　LD 01000</p><p>　　OR 20000</p><p>　　ANDNOT 20001</p><p>　　OUT 20000</p><p>　　LD TIM004</p><p>　　OR 20001</p><p>

43、　　ANDNOT 01000.</p><p>　　TIM 003</p><p><b>　　#9000</b></p><p>　　LD TIM004</p><p>　　OR 20001</p><p>　　ANDNOT 01000.</p>&l

44、t;p>　　OUT 20001</p><p><b>　　小結(jié)</b></p><p>　　電氣控制就是通過電器等控制器具對電能進行分配、控制盒調(diào)節(jié)，其中自動控制是很重要的一個方面。這一段時間的學(xué)習(xí)，讓我們深刻的認(rèn)識到電氣控制在生產(chǎn)、生活中起著重要的作用。電動門、電梯攪動泵等常見的設(shè)備，無不與電氣控制聯(lián)系在一起。通過大約2周的課程設(shè)計，我們更多的體會就

45、是在科學(xué)研究面前不能有絲毫的馬虎，要科學(xué)的、認(rèn)真的細(xì)心的分析每一個問題。從頭到尾，一點一點的做做每一步都要慎重考慮，多角度思考，不焦不躁。我們很清楚的認(rèn)識到：任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都要影響最后的結(jié)果因此做好每一步很關(guān)鍵。比如我們一開始做課程設(shè)計時比較急躁，連接導(dǎo)線與觸點時，絕緣皮夾在了里邊，最終導(dǎo)致接觸不良，器件不能良好的工作，費了好長時間檢查線路的連接和原理圖是否錯誤等問題，經(jīng)過同學(xué)和老師的提醒，才檢查出了錯誤，最后使電氣控制板正常工作

46、。另外一個重要的體會就是團隊合作，我們組共三名成員，大家共同動手，遇到問題共同思考，線路共同連接，有了這樣的團隊合作，才會有最終的成功。話說仁者見仁，但是觀點多了，思路也就多了，分析角度寬了，走向成功的路也就多了。再就是堅持的精神，在這次課程設(shè)計中，有一天幾乎所有的同學(xué)從早上九點到晚上十點一直在實</p><p>　　不管是學(xué)習(xí)一門功課，還是做一件小事，最重要的是一種端正的態(tài)度，學(xué)習(xí)一種思維，一種解決問題的方法。

47、</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　李海軍主編. 電氣控制技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)書. 內(nèi)蒙古：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2011</p><p>　　張鳳池主編. 現(xiàn)代工廠電氣控制. 北京：機械工業(yè)出版社，2000.5</p><p>　　林長峰. 可編程序控制器原理及應(yīng)用. 北京：高等教育出版社，