电气控制技术报告书.doc

北方工业大学电气控制系统综合设计报告书混合碎料皮带传送系统4姓 名： 学 号 班 级： 指导教师： 时 间： 2012.9-2012.10 目录一、控制方案及方式2总体方案选择2控制方式选择2二、电气原理图设计21.主电路设计22.控制电路设计33.检查4三、设备选型51.主要参数计算52.选择电器元件5四、工艺图设计过程6五、设计说明书10六、参考文献10附录101、 控制方案及方式总体方案选择( 1)传送带C1，C2，C3分别由电动机DI,D2，D3控制，实现C1传向C3，C2传向C3，从而使碎料1和碎料2混合，并将C3上的混合碎料传送出去。(2). 通过C1，C2之间，C2，C3之间的时间延迟启动与制动实现 C1，C2的碎料顺利的传到C3上。(3). 电动机也可采用单动的方式，单独控制C1，C2，C3的运作，是相互之间不受影响。(4). 采用三台功率分别为11kw，22kw，45kw的鼠笼式异步电机分别控制三条传送皮带C1，C2，C3，达到碎料在传输当中安全有效的运行，不致于出现电动机功率不够带不动传送带上的碎料。 (5). D1,D2,D3为自动控制连续运转，采用热继电器实现过载保护， (6). 采用带指示灯控制按钮，以显示设备运动状态*(7). 主电路及控制电路采用熔断器实现短路保护。(8). 电气控制箱置于专门的操作室。电器板与控制板之间，以及电控箱与执行系统之间的电缆连接，采用接线板进出线方式。控制方式选择继电接触控制或PLC控制方式均可满足本系统的控制要求。前者成本低，但硬件线路较复杂、控制箱体积大、方式选择不灵活；后者线路简单、程序预选方便，不改变硬接线也可满足多种传送系统的需求，柔性程度高。但是本次设计采用继电接触控制的设计思路。2、 电气原理图设计1. 主电路设计三台电动机D1，D2，D3都采用三相鼠笼异步电动机。由于启动电流大时，在电网的变压器容量与异步电动机启动容量相比不足够大时，直接启动会使变压器输出电压下降，当电压降U10%时，将使接在变压器上的其他电器及电动机的正常工作受到影响，为了保护电网，可以采用Y-降压启动方法。又由于此系统是一个连续的工程控制系统，所以采用自动控制系统设计较为合理。本系统三台电动机用熔断器实现短路保护，用热继电器实现过载、过热保护，有三个开关控制其起、停，当任意一台电机过载或过热时，热继电器断开，D1，D2，D3全部停止。主电路如下：图1. 传送系统主电路2. 控制电路设计 控制电路通过各种控制器件，实现三个电动机的联动和单动，在联动中实现延迟启动和延迟制动。联动的原理如下：将定时器KT1，KT3，KT5的吸合或释时间都设为8s，将KT2，KT4的吸合和释放时间都设为5s，当按下启动开关SB2，线圈KM1通电，继电器常开触点KM1都闭合，同时吸合/释放延时定时器在5s后合上常开触点KT2，控制电动机D2的控制系统通电，电机启动，同时吸合/释放延时定时器通电，经过5s后，常开触点KT5闭合，实现控制电动机D3的系统通电，从而实现控制电动机D3的启动。当按下SB1时，继电器线圈KM1断电，继电器常开触点KM1都断开，同时吸合/释放延时定时器线圈KT2断电，常开触点延迟5s后再断开，实现D2的制动，此时吸合/释放延时定时器线圈KT4断电，触点KT4延迟5后断开，实现D3的制动。当要实现D1单动时，按下SB3,常开触点KM4都合上，常闭触点KM4都断开，则电动机D1的控制系统通电，控制D2、D3的电路不受影响，当按下SB4时，继电器线圈KM4断电，触点KM4都回到初始状态，控制D1的系统断电，从而实现D1的制动。当按下SB6时，常开触点KM8都合上，常闭触点KM8都断开，则电动机D2的控制系统通电，控制D1、D3的电路不受影响，当按下SB5时，继电器线圈KM8断电，触点KM8都回到初始状态，控制D1的系统断电，从而实现D2的制动.按下SB8时，同理，电动机D3启动，按下SB7时，电动机D3制动。控制电路图如下：图2. 传送系统控制电路3. 检查按设计要求，经检查各动作程序、各种保护，时间延迟等全部符合要求，因此绘制的电气控制总原理图见图纸。3、 设备选型1. 主要参数计算(1) 断路器QS脱扣电流。断路器为供电系统电源开关，其主回路控制对象为电感性负载交流电动机，断路器过电流脱扣值按电动机起动电流的1.7倍整定。混合碎料皮带传送系统有45kW负载电动机一台，起动电流较大，其余两台为45kW以下，起动电流没有稍微小一些，而且工艺要求3台电动机能够单独起动运行，因此可根据45kW电动机选择自动开关QS脱扣电流IQS ，一般情况下，星三角启动电流是额定电流的2.4倍：IQS1.7IN=1.7842.4A342.72A342A，选用IQS342A的断路器。(2) 熔断器FU熔体额定电流IFU。以FU1为例，IFU12IN2842.4A403.2A，选用403A的熔体。其余熔体额定电流的选择，按上述方法选配。控制回路熔体额定电流选用2A。(3) 热继电器的选择一般是整定电流高于设备额定电流的1.11.15倍，按照这个原则可以对应的选择电动机的热继电器。如:1.123 =IFR1=1.1523.(4). 选用接触器时，只要按接触器的约定发热电流 Ith 等于或大于电热设备的工作电流的1.2倍。 (5).选定电动机的型号及各项参数如下11KW鼠笼式电动机：额定功率：型号Y160M-4，11KW,额定电压: 380V,额定电流：23A，额定转数: 1460 r/min，额定功率因数：0.84，效率：8822KW鼠笼式电动机：额定功率：型号Y180L-4，22KW,额定电压: 380V,额定电流：43A，额定转数1470r/min，额定功率因数：0.86，效率：91.5%。45KW鼠笼式电动机：额定功率：型号Y225M-4，22KW,额定电压: 380V,额定电流：84A，额定转数1480r/min，额定功率因数：0.88，效率：92.3%。2. 选择电器元件表1. 元器件目录表序号元件名称符号数量型号价格/元备注01交流接触器KM12CJ20658002熔断器FU1-FU44NT22503熔断器FU5-FU73RL6-251004热继电器FR11JR20-2540整定值26A热继电器FR21JR20-6340整定值48A热继电器FR31JR20-16040整定值94A05热继电器FR4-FR63JR20-6340整定值34A06时间继电器KT1,3,53JS23-35507时间继电器KT2,42JS11-157005空气开关QS1DZ20-40010006按钮SB8LA25-212007信号灯HL9AD1616B10红色、绿色08三相电机M(D1)1Y160M-4220011KW09三相电机M(D2)1Y180L-4325022KW10三相电机M(D3)1Y225M-4624045KW3. 预算：经初步预算上表中的花费为13595元，加上购买导线和其他的花费，估计的要15000元左右。4、 工艺图设计过程按设计要求设汁电气装置总体配置图、电器板电器元件布置图、控制面板电器布置图及相关部件的接线图。设计步骤： 1首先根据控制要求和电气设备的结构，确定电器元件的总体配置以及电器板与控制面板上应安装的电器元件。本设计中，在电器箱外部分布于生产线上的电器元件有电动机、传送皮带等，电器板上应安装的电器元件有熔断器、接触器、中间继电器、时间继电器、热继电器等。控制面板上安装的电器元件有电源开关、控制按钮、指示灯等。 2分别对原理线路团的主电路及控制电路进行编号。 3根据电器元件的分布与原理图编号，绘制电气设备的安装接线图(接线表)如图3、图56所示。图纸纸中应标明各电气部分的联接线号及联接方式、安装装走线方式、导线及安装要求等。 4根据操作方便、美观、均匀、对称等原则，绘制控制元件布置图、接线图，如图5、图6所示。进出线采用接线端子板过桥接线。 5根据电器元件布置固以及电器元件的外形尺寸、安装尺寸(由产品手册给出)，绘制电器板(胶木板或镀锌铁板)、控制面板(有机玻璃板或铝板)、垫板(保证具有一定强度，一般采用胶木板或镀锌铁板)等零件加工图纸。图中应标明外形尺寸、安装孔及定位尺寸与公差、板的材料与厚度以及加工的技术要求。 图3 电器板元件布置图4 电器板元件接线图图5 控制元件面板布置图图6 控制面板接线图5、 设计说明书设备使用说明: 1.当需要联动时，按下控制按钮SB2，系统启动，电动机D1，D2，D3依次起动，当按下控制按钮SB1时，D1，D2，D3依次停止。 2.当需要单动时，按下控制按钮SB3可控制D1的起动，按下控制按钮SB4可实现D1的停止。同理，按下控制按钮SB6可控制D2的起动，按下控制按钮SB5可实现D2的停止。按下控制按钮SB8可控制D3的起动，按下控制按钮S