搅动泵自动控制系统.doc

搅动泵自动控制系统 搅动泵自动控制系统 魏鹏达 董磊2014年5月1日目录摘要：3一、设计任务：3二、设计方案：3.电气原理图：42.2 PLC外围接线图5三、电气原理图设计：53.1主电路部分设计：53.2.1辅助电路设计63.2.2 控制部分73.2.3 控制部分的保护环节8四.电气控制板的安装和调试94.1任务94.2 图片94.3调试11五PLC控制设计115.1电气控制原理I/O分析115.2 PLC选型125.3I/O分配125.4外围接线图135.5程序设计145.6 调试14六、结论16参考文献17摘要： 搅动泵自动控制系统是一种常见的工业控制系统，本次课题是一种使电泳漆不沉淀的自动控制系统。很多铁质零件在涂漆前有一层电泳漆，这样既能防止氧化生锈，又能牢固的吸附在其表面的油漆。而在铁质零件涂电泳漆时，电泳槽有一搅动泵时而运转时而停止这样就需要电动机时而正传时而反转。这样既经济又节能，还可以打到目的。本次设计的要求为电动机为7.5KW，全压启动且正方向旋转；每次启动时先转2分钟，在反转2分钟连续工作20分钟后停止工作，停止搅动15分钟后再次启动；系统要求有电源指示，运行指示，此外还阐述了电气原理图的设计及电气控制板的安装和调试以及控制设计。一、设计任务：绘制电气原理图。外围接线图编写控制程序制作电气控制板；按照设计指导书要求的控制能力，制作安装电动机主电路。完成设计说明书二、设计方案：由于设计点电动机功率不太大，因此只设计了一套方案。.电气原理图：2.2 PLC外围接线图三、电气原理图设计： 3.1主电路部分设计：主电路包含通过空气开关、交流接触器、热继电器等原件控制电路的正传、反转启停等状态，同时主电路还能完成交流指示及电气指示元件等功能。主电路通过两个交流接触器构成，是启动电机正反转进行搅动工作，从而达到搅动电泳漆使之不沉淀。再通过过载保护器对电机起过载保护，当使用电器有短路和超负荷工作时，过载保护会断开电源，空气开关起到了接通和断开线路的作用，当线路电流过大时，会自动脱扣，从而避免电流过大损坏设备和线路。3.2.1辅助电路设计辅助电路一般采用分析法, 分析设计法是根据控制要求选择一些成熟的典型基本环节来实现控制要求，而后再逐步完善线路功能的一种方法，并适当配置联锁和保护等环节，使其组合成一个整体，成为满足控制要求的完整电路。辅助电路可分为两部分，一部分为显示检测部分，另一部分为实质控制部分。显示部分主要由熔断器、接触器触电及灯泡组成。主要用于检测电动机的工作状态。HL1用来显示是否接通电源。HL2用来显示电机正转，HL3用来显示电机反转；3.2.2 控制部分控制部分模块主要用来完成每次启动时先转2分钟，在反转2分钟连续工作20分钟后停止工作，停止搅动15分钟后再次启动的工作要求。其原理是这样的按下按钮SB1，KM1得电，KM1自锁，KM1触头闭合。KM1得点开关KM1闭合，电机得电正转运行，常闭开关KM1断开，两个延时开关KT1开始计时两分钟，两分钟后分别断开和闭合。之后线圈KM2 、KT2、KM2得电，KM2自锁，KM2触头闭合。常闭开关及常开开关KM2分别闭合及断开，分别实现互锁和电动机反转功能。两个延时开关KT2开始计时两分钟，两分钟后分别断开和闭合，实现有反转到正转的转换。而电机的启动和停止控制则由最右边的部分来完成。当开关KM1闭合时，线圈KT3、KA1得电，KA1自锁，KA1触头闭合。延时开关KT3开始计时二十分钟，二十分钟后闭合。之后线圈KT4、KA2得电，KA2自锁，KA2触头闭合。延时开关KT4开始计时十五分钟，十五分钟后闭合，由此便实现了电动机的启动和停止控制。3.2.3 控制部分的保护环节(1)短路保护 ：由FU1、FU2分别实现主电路与控制电路的短路保护。(2)过载保护：由热继电器实现电动机的长期过载保护。(3)欠压和失压保护：当电源电压严重下降或电压消失时，接触器电磁吸力。四.电气控制板的安装和调试4.1任务电气控制板的任务是实现电动机全压启动及正反方向旋转且为启动时先转2分钟，在反转2分钟连续工作20分钟后停止工作，停止搅动15分钟后再次启动；且有相应的保护措施及总停控制，此为系统要求有电源指示及运行指示。4.2 图片- 电源接通 电动机正转2分钟 电动机反转2分钟 定时器计时15分钟后再次启动 4.3调试在本次电路板的安装中，由于开始进行了大量前期准备工作，标了线号，进行了布局设计，并且两人分工明确，在调试时没有出现问题。 五PLC控制设计5.1电气控制原理I/O分析依据电气原理图，图中只有两个开关，启动与停止，当启动按下时，输出有四个，首先是KM1和灯HL2，2分钟后输出KM2和的灯HL3.并且还有一个电源指示灯HL1。为了节省输出端口，热继电器连在了外围接线图中。所以输入有2个，输出有5个。5.2 PLC选型由I/O分析可知，输入点有2 个，输出点有5个，且为继电器输出型，因为10个点的是6个输入，4个输出。此为为了以后扩展功能，应留出余量来，所以选择CMP1A-20CDR-A欧姆龙型的PLC。5.3I/O分配 输入 输出转换开关00000线圈KM101000 线圈KM201001 HL101002 启动按钮00001 HL201003 HL301004 *5.4外围接线图5.5程序设计5.6 调试*说明：在调试的时候，PLC的编程只是对实际进行了模拟，例如我们把时间缩短为了2秒，但实际问题是2分钟，这就要求我们当在实际中的时候，我们应该用计时指令启动另一个计时器的线圈，达到实际的要求。电源接通后正转且TIM1和TIM3计时 反转且TIM2和TIM3计时 停止转动且TIM4计时，时间到后从新启动六、结论通过这次课题设计后，我们体会到了PLC控制与继电器控制两种不同控制方式。1.继电器的控制是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可。2.继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。 3 .延时控制继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。PLC用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。4.但是PLC只能够代替继电器一部分，但是像接触器通断大电流的功能PLC是无法完成的。、参考文献1 邓星钟. 机电传动与控制M