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电气控制与PLC课程设计说明书专业： 电 气 工 程 及 自 动 化 班级： 2009级 姓名： 王文武 学号： 20090417123 指导教师： 张 老 师 自动控制与机械工程学院年月第一部分: 电气线路安装调试技能训练 技能训练题目一 三相异步电动机的可逆控制一电气原理图:图1-1-1 主电路 图1-1-2 控制电路二电气安装接线图:图1-2-1 熔断器图1-2-2 刀开关 图1-2-3 交流接触器1图1-2-4 交流接触器2图1-2-5 热继电器图1-2-5 按钮开关端子排：L1L2L3UVW24567主电路及控制电路实物接线图和按钮开关实物图三相异步电动机及接线实物图技能训练题目二 三相异步电动机星三角降压启动控制一电气原理图: 图2-1-1 主控电路 图2-1-2 控制电路二电气安装接线图:图2-2-1 熔断器图2-2-2 刀开关图2-2-3 热继电器图2-2-4 交流接触器1 图2-2-5 交流接触器2图2-2-6 交流接触器3图2-2-7 断电延时器图2-2-8 按钮开关端子排：L1L2L3U1V1W1U2V2W2234三、本人完成的安装线路实物图片主电路及控制电路实物接线图和按钮开关实物图三相异步电动机及接线实物图技能训练小结1.电气原理图的绘制要求:(1) 为了区别主电路与控制电路，在绘线路图时主电路(电机、电器及连接线等)，用粗线表示，而控制电路(电器及连接线等)用细线表示。通常习惯将主电路放在线路图的左边(或上部)，而将控制电路放在右边(或下部)。 (2) 动力电路、控制电路和信号电路应分别绘出：动力电路电源电路绘水平线；受电的动力设备（如电动机等）及其它保护电器支路，应垂直电源电路画出。 控制和信号电路应垂直地绘于两条水平电源线之间，耗能元件（如线圈、电磁铁，信号灯等）应直接连接在接地或下方的 水平电源线上，控制触头连接在上方水平线与耗能元件之间。 (3) 在原理图中各个电器并不按照它实际的布置情况绘在线路上，而是采用同一电器的各部件分别绘在它们完成作用的地方。 (4) 为区别控制线路中各电器的类型和作用， 每个电器及它们的部件用一定的图形符号表示， 且给每个电器有一个文字符号， 属于同一个电器的各个部件(如接触器的线圈和触头)都用同一个文字符号表示。而作用相同的电器都用一定的数字序号表示。 (5) 因为各个电器在不同的工作阶段分别作不同的动作，触点时闭时开，而在原理图内只能表示一种情况，因此，规定所有电器的触点均表示正常位置，即各种电器在线圈没有通电或机械尚未动作时的位置。如对于接触器和电磁式继电器为电磁铁未吸合的位置，对于行程开关、按钮等则为未压合的位置。 (6) 为了查线方便。在原理图中两条以上导线的电气连接处要打一圆点，且每个接点要标一个编号，编号的原则是：靠近左 边电源线的用单数标注，靠近右边电源线的用双数标注，通常都是以电器的线圈或电阻作为单、双数的分界线，故电器的线圈 或电阻应尽量放在各行的边（左边或右边）。 (7) 对具有循环运动的机构，应给出工作循环图，万能转换开关和行程开关应绘出动作程序和动作位置。 (8) 原理图应标出下列数据或说明： 1）各电源电路的电压值，极性或频率及相数。 2）某些元器件的特性（如电阻，电容器的参数值等）； 3）不常用的电器（如位置传感器，手动触头，电磁阀门或气动阀，定时器等）的操作方法和功能。2.电气接线图的绘制要求:1、电源开关、熔断器、交流接触器、热继电器、时间继电器 等画在配电板内部，电动机、按钮画在配电板外部。 2、安装在配电板上的元件布置应根据配线合理，操作方便，确保电气间隙不能太小，重的元件放在下部，发热元件放在上部等原则进行，元件所占面积安实际尺寸以统一比例绘制。 3、安装接线图中各电气元件的图形符号和文字符号，应和原理图完全一致，并符合国家标准。n 4、各电气元件上凡是需要接线的部件端子都应绘出并予以编号， 各接线端子的编号必须与原理图中的导线编号一致。 5、电气配电板内电气元件之间的连线可以互相对接，配电板内接至板外的连线通过接线端子进行，配电板上有几个接至外电路的引线，端子板上就因有几个线的接点。6、因配电线路连线太多，因而规定走向相同的乡邻导线可以绘成一股线。3.电器安装、接线的工艺要求: （1）按照原理功能图正确地接线，首先要检查导线的完好无损，如果有坏的要及时跟换，不然会造成短路等的后果。要求是电气连接接线牢固、良好，配线应成排成束地垂直或水平有规律地敷设，在两个电器元件的中间不能排线过去，不然会造成不良的后果。要求整齐、美观、清晰，横平竖直，层次分明。导线的长度合适，端头压接牢固，端子压紧。 （2）线槽内走线应符合：电源线和控制线尽量分开，线槽内导线均匀分布，理顺以避免交叉。线号对应，方向一致。横向每隔三厘米 装一个线束固定点，竖向每隔400mm装一个线束固定点。不得任意歪斜交叉连接。 （3）接线要求左进右出，上进下出，进线时应该使线的连接部分外露两厘米左右，且要求每个弯角出应成类似于九十度的直角，每个接线柱允许连接的接头一般不超过三个。 主接线是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按一定次序连接的接受和分配电能的电路。它是电气设备选择及确定配电装置安装方式的依据，也是运行人员进行各种倒闸操作和事故处理的重要依据。概括地说，对主接线的基本要求主要有四个方面的内容:安全、可靠、灵活和经济。 安全包括设备安全及人身安全。要满足这一点，必须按照国家标准和规范的规定，正确选择电气设备及正常情况下的监视系统和故障情况下的保护系统，考虑各种人身安全的技术措施。可靠就是主接线应满足对不同负荷的不中断供电，且保护装置在正常运行时不误动、发生事故时不拒动，而且能尽可能的缩小停电范围。为了满足可靠性要求，主接线应力求简单清晰。灵活是指用最少的切换，能适应不同的运行方式，适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使发生故障时停电时间最短，影响范围尽可能缩减到最小。经济是指在满足了以上要求的条件下，保证需要的设计投资最少。因此，主接线的设计应满足可靠性和灵活性的前提下，做到经济合理。主要应从投资小、占地面积少、电能损耗小等几个方面进行综合考虑。要注意接线是否用了线鼻子，接触面积是否足够，接触点是否牢固，电工胶布或热缩管是否到位，绝缘层是否足够厚，从柜体下面开洞里头穿线的护套是否套了（不套容易刮伤电缆皮），没护套的要用厚电缆皮垫着。地线零线千万要分清，电机相序要接对，电机接线之前要摇绝缘值，振打电机的电源线出护套管管口处一定不能让电缆来回晃动的时候有磨破的可能。.实训线路发生的故障及排除办法：题目一: 1)通电后，按下SB2无任何动作可能原因：A、电源未接入线路，也就是说要么是开关未合上，要么是插头和插座已坏，此时可用万用表进行检查，就可排除故障。 B、SB1或者SB2的常开和常闭辅助触头接反了，此时应检查的按钮开关盒，确保接线无误后故障便可排除。 C、电动机已坏，可换一个电机再测试。2)通电后，按下SB2，电动机正转，但按下SB3后电动机不会反转。可能原因：电动机反转的相序接错了或者是KM1的主触头老化，不能按要求断开，只是KM2不能得电。此时检查电机反转线路和KM1故障便可消除。题目二：1）通电后，按下SB2无任何动作可能原因：A、电源未接入线路，也就是说要么是开关未合上，要么是插头和插座已坏，此时可用万用表进行检查，就可排除故障。 B、SB1或者SB2的常开和常闭辅助触头接反了，此时应检查的按钮开关盒，确保接线无误后故障便可排除。2）通电后，按下SB2有星形启动而无三角形运行可能原因：A、时间继电器没有实现转换，也就说时间继电器没有工作，可能是时间继电器已坏或是接线有误。 B、接触器KM2已坏或是KM2的触头已老化，不能正常工作。此时就要更换接触器和时间继电器才能继续测试电路的运行情况。3）通电后，按下SB2有动作但放开SB2即停可能原因：接触器KM1的常开辅助触头没有接入电路，KM1不能自保持，而按钮开关则是按下时接通，松开后就断开，若接触器的常开辅助触头没有接入，则没有自保持，故SB2放开后就停止。此时把KM1的常开触头按要求接入线路便可排除故障。第二部分:电镀流水线的PLC电气控制系统设计（课题 十二）一、概述本选题为了电镀车间提高效率，促进生产自动化以及减轻劳动强度而设计的一种专半用自动起吊设备，采用远距离控制。起吊物品为待进行电镀或进行表面处理的各种产品零件。电镀过程是有人工将待加工零件装入吊篮（或挂钩上），在发出信号后起吊设备便提升并逐段进行，按工艺要求，在需要停留的槽位上停止，并自动下降，下降到位并且停留一段时间后，自动提升。如此完成电镀工艺规定的每一道工序后，返回起吊位置，卸下加工好的零件，为下一次加工做好准备。电镀系统结构图如图3.3.23.1所示。图3.3.23.1图3.3.23.2电镀工艺流程图如图3.3.23.2所示。先将待镀工件放入槽内2分钟，然后悬停30秒，随后放入第一电镀槽内浸32秒，提起悬停16秒，再第二电镀回收槽内浸32秒，提起悬停16秒，如此循环直到加工过程结束。整个过程为：从原始位置开始，行车7停在挂件5前，挂件架放在固定支架上，有操作人员将待镀工件挂在挂具上，吊钩6勾住挂件架然后启动系统工作。二、设计要求1.电镀流水线顺序控制系统的动力配置两台电动机。行车架的前后移动有行车电机M1控制，其功率为4KW；提升电机M2控制挂钩上升与下降，其功率为2.5KW。吊钩上升，提起电镀工件，其上升高度由行程开关控制。2.行程架携待镀工件向前运动至槽上方，由行程开关控制其停止向前运动。3.吊钩下放到一定位置，制动停车，待镀工件浸入槽内2分钟。4.吊钩提升待镀工件到位后停止，在槽上方停30秒。5.行车架携工件运动至第一电镀液回收槽上方，由限位开关控制停止。6.吊钩下放，其工作状况与3相同，浸入槽内32秒。7.与4过程相同，停留时间为16秒。8.以后工作重复上述过程。三、电镀流水线的控制系统设计要求1) 控制装置选用PLC作为系统的控制核心，根据工艺要求合理选配PLC机型和I/O接口。2) 可执行手动/自动两种方式，应能按照工艺要求编辑程序并可实时整定参数。3) 电动阀上驱动电动机为正、反转双向运行，因此要在PLC控制回路加互锁功能。4) PLC的接地应按手册中的要求设计，并在图中表示或说明。5) 为了设备安全运行，考虑必要的保护措施，入如电动机过热保护、控制系统短路保护等。6) 绘制电气原理图：包括主电路、控制电路、PLC硬件电路，编制PLC的I/O接口功能表。7) 选择电器元件、编制元器件目录表。8) 绘制接线图、电控柜布置图和配线图、控制面板布置图和配线图等。9) 采用梯形图或指令表编制PLC控制程序。四、SBR废水处理电气控制系统总体设计过程1总体方案说明1) 电镀流水线系统控制对象电动机均由交流接触器完成起、停控制，电动阀电动机要采用正、反转控制。2) 电动阀上驱动电动机，其内部设有过载保护开关，为常闭触点，作为电动阀过载保护信号，PLC控制电路考虑该信号逻辑关系。3) 主电路用断路器，各负载回路和控制回路以及PLC控制回路采用熔断器，实现短路保护。4) 电控箱设置在控制室内。控制面板与电控箱内的电器板用BVR型铜导线连接，电控箱与执行装置之间采用端子板连接。5) PLC选用继电器输出型。6) PLC自身配有24V直流电源，外接负载时考虑其供电容量。PLC接地端采用第三种接地方式，提高抗干扰能力。2电气控制原理图设计(1) 主电路设计 控制系统主电路如图1) 主回路中交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4分别控制电机M1 M2的正转和反转2) 电动机M1、M2由热继电器FR1、FR2实现过载保护。3) QF为电源总开关，既可完成主电路的短路保护，又起到分断三相交流电源的作用，使用和维修方便。4) 熔断器FU实现各负载回路的短路保护以及完成交流控制回路和PLC控制回路的短路保护。（2）PLC控制电路设计1) 硬件结构设计。了解各个控制对象的驱动要求，如：驱动电压的等级、负载的性质等；分析对象的控制要求，确定输入/输出接口（I/O）数量；确定所控制参数的精度及类型，如：对开关量、模拟量的控制、用户程序存储器的存储容量等，选择适合的PLC机型及外设，完成PLC硬件结构配置。2) 根据上述硬件选型及工艺要求，绘制PLC控制电路原理图，绘制PLC控制电路，编制I/O接口功能表。PLC的外部接线图3) KM1、KM2和KM3、KM4接触器线圈，设计了互锁电路，以防止误操作故障。4) PLC输入回路中，信号电源由PLC本身的24V直流电源提供，所有输入COM端短接后接入PLC电源DC24V的（）端。输入口如果有有源信号装置，需要考虑信号装置的电源等级和容量，最好不要使用PLC自身的24V直流电源，以防止电源过载损坏或影响其他输入口的信号质量。5) PLC采用继电器输出，每个输出点额定控制容量为AC250V，2A。PLC输入输出接口功能表输入输出X0启动按钮Y1M1正转（KM1）X1M1反转开关Y2M1反转（KM2）X2M2正转开关Y3M2正转（KM3）Y4M2反转（KM4）X3 X4 X5 X6每个槽