皮带运输机PLC电气控制系统设计

带式输送机电气控制系统设计任务书姓名：专家：设计课题：带式输送机电气控制系统设计设计条件和要求：设计条件：(1)启动：要求逆资料的流动方向以一定时间间隔依次启动，以防止启动时资料堆积在前段的输送带上。 启动顺序如下所示(2)停止：为了防止停止时材料残留在输送带上，要求沿材料的流动方向以一定的时间间隔依次停止。 停止顺序如下(3)紧急停止：紧急情况下无条件地同时停止所有PD-1、PD-2、YV。(4)故障停止：运行中M1过载时，请同时停止PD-1、PD-2、YV。 M2为过载时，请同时停止PD-2、yv。PD-1在PD-2停止后，延迟10s停止。(5)M1和M2的电机功率均为5.5KW。设计要求： 1，掌握继电器接触器控制系统的基本分析和设计能力2 .掌握可编程控制器的工作原理和结构特征3 .熟练掌握基本逻辑指令的应用4 .系统的主电路图，继电器接触器控制电路图(一张)5.制作设计说明书。设计时间： 20*年*月*日至20*年*月*日设计指导员(签名):_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _教室主任(签名):_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _年月日目录前言4一、机床电气控制技术课程设计的目的5二、设计内容和步骤5(一)设计的基本原则5(2)设计内容6三、确定系统传动方式6(1)往复运动动作机构的传动方式的决定7(2)传动方式的选择应结合调速特性和负载特性8(3)电动机起动方式的决定8(4)电气系统的保护8四电气控制方案的决定13(1)电逻辑控制器的选择部分13(2)控制方式的选择部14(3)系统操作请求15(4)决定I/o点数及PLC的选定16设计总结25感谢信26参考文献27前言自动化控制技术引入工业领域已有一百多年的历史，随着工业的快速发展，自动化控制技术日新月异。 随着数学、控制理论计算机、电子器件的发展，出现了自动控制技术系统，成熟为应用科学，与自己的系统形成了一系列有效的分析和设计方法。电气控制和PLC课程是机电高等工程专业开设的实践性技术应用型课程。 除了为电机调速技术、机电传动与控制技术、电梯应用技术、楼宇自动化技术等后续课程、集中培训与毕业设计奠定基础外，还将在相关专业学生考试前准备中级电工证书。 本课程的教学目的是让学生熟悉电气控制系统的基本控制电路，掌握可编程控制器的原理和编程方法，具有一定的PLC程序设计和PLC应用能力。随着我国国民经济的迅速发展，机器在品种规模的设计和制造技术等方面也取得了迅速的发展和提高。 目前，全国各地已建成机械制造厂，面向专业化生产，可以独立进行从成套设备到自动生产线的设计和制造。 随着新材料“新技术”的发展，要推动各种机械向电气控制和智能化的方向发展。通过设计学习，掌握学生熟悉常用低压电器结构、工作原理、特性和应用的继电器控制系统的基本分析和设计能力，尤其是掌握典型电气控制电路的分析和设计能力、可编程控制器的工作原理和结构特征、基本逻辑指令的应用、步进序列指令的编程方法和应用，进一步建立正确的设计思想。 在设计过程中，坚持实践是检验真理的唯一标准，坚持理论，符合机械制造的生产情况，尽量使设计技术先进，经济合理，生产可行，操作方便，安全可靠。由于时间和水平有限，本设计难免有许多缺点和错误。 请老师指出。一、机床电气控制技术课程设计的目的机床电气控制技术课程设计完成电气工程、机床设计、机床电气控制技术等课程后，进行如下实践教学。 另一方面，在通过设计获得综合利用过去学到的知识的能力的同时，也培养自己独立查阅相关资料、独立思考、独立完成任务的能力。 通过本次设计，可以分析问题，提高解决实际问题的能力，提高综合素质，具有很大优势，对从事工作的毕业生具有一定的现实意义。 另一方面，通过这次的设计，为今后的毕业设计进行综合性的训练和准备。 因此，机床电气控制技术课程的设计要求在以下方面接受训练。1 .熟练运用过去学到的理论知识和实践知识，能够根据主题提出的各项要求，正确设计主电路和控制电路的设计。 主要完成继电器、接触器及PC控制电路的设计，制作PC梯形图及语句表，正确选择电气元件，绘制主电路及PC控制外部接线电路图，保证满足主题提出的各项要求，提高学生继电器、接触器控制电路设计及PC控制电路设计的综合能力。2 .使用说明书和图表资料。 掌握本设计相关各类资料的名称、来源，熟练运用，提高独立工作和分工合作能力。二、设计内容和程序(一)设计的基本原则；每个电气控制系统都是为了实现控制对象(生产设备和生产过程)的工艺要求，提高生产效率和产品质量。 因此，在设计控制系统时，应遵循以下基本原则(1)最大限度地满足被控制对象的控制要求。 设计前，要深入调查研究现场，收集资料，与机械部分的设计人员和实际工作人员密切配合，共同编制电气控制方案，共同解决设计中发生的各种问题。(2)在满足控制要求的前提下，控制系统简单、经济、一次性投资小，节约使用后的能源。(3)保证控制系统的安全、可靠，使用和维护方便。(4)考虑到生产的发展和工艺的改进，对于PC控制系统，在选择PC容量时必须有适当的馀地。图1 :某配料带式输送机示意图(二)设计内容；在建材、化工、食品、机械、钢铁、冶金、煤矿等工业生产中，使用带式输送机输送原料和物品。 图1是某原料带式输送机的示意图，原料从料斗通过PD-2、PD-1台带式输送机送出。 从料斗向PD-2的供给由电磁阀YV控制，PD-1和PD-2分别由电机M1和M2驱动。三、确定系统传动方式传动方式有驱动和调速两种。 可分为机械传动、电传动、流体传动三种方式。 机械设备的传动方式直接影响设备的性能和结构。 在机械设备整体的设计中，必须综合考虑机械性能和电气性能来决定其传动方式。(1)往复运动动作机构的传动方式的确定对于只有1、2个简单往复动作的普通机械，用三相笼式异步电机拖动，用齿轮减速后，用螺旋传动机构传动。 机械设备有多个往复运动机构，且要求往复运动调速性能和自动化程度的，应采用电磁换向阀控制的液压执行机构或气压执行机构系统。 往复运动调速性能要求高的，应采用电液比例控制系统进行传动。 往复运动位移控制和速度控制要求较高时，采用步进电机、直流伺服电机或交流伺服电机家用滚珠丝杠对进行驱动和控制。 选择三相鼠笼式异步电动机拖动，y系列电动机为鼠笼式转子电动机，符合IEC标准和DIN42673标准。 本系列采用b级绝缘，外壳保护等级为封闭端(IP44 )或防护式(IP23 )。 y系列电机额定电压380V、额定频率50HZ。具体选定如下型号额定值电力KW满载时摇滚乐电流摇滚乐转矩最大转矩转动惯量Kg.m2战斗机躁狂状态声音净很重公斤转速r/min电流a效率？功率因数cos (操作系统)额定值电流额定值转矩额定值转矩同步转速3000r/minY100L-25.528706.39820.877.02.22.20.00297933(2)传动方式的选择应符合调速特性和负载特性调速的性质是电动机转矩、功率与其转速的关系。 负荷特性是指机械设备的负荷属于恒定功率负荷(即功率不随转速变化)还是属于恒定扭矩负荷(即扭矩不随转速变化)。 设计任一电力拖动系统必须使调速特性与负载特性相匹配。 即，恒功率负载应采用恒功率调速性传动方式，而转矩负载应采用恒转矩调速性传动方式。(3)确定电动机的启动方式对于不要求起动性能的机械设备，电动机的起动可以由其容量决定，在电动机的总容量不超过供电变压器容量的20%的情况下，一般采用直接起动。 容量大于该值时，可以采用星-三角形降压起动或定子串联电阻降压起动、自耦合变压器降压起动。 机械设备要求电机软启动时，请采用软启动或变频器控制的加速启动。(4)电气系统的保护电气保护是电气控制系统不可或缺的环节，在电路中正确安装保护环节是确保电动机、其他电气设备、电气设备和电网安全运行的重要措施。短路保护电路短路时，由于短路线路的阻抗小而产生较大的短路电流，短路线路上的电气元件触头中，此时流过的电流大大超过其额定容量而烧毁，产生焊接，导线的绝缘层也烧毁，可能导致火灾。 发生短路的情况下，为了确保电路的安全，必须瞬间切断电源。常用的短路保护措施是a .保险丝保护b .自动开关的脱扣保护。过载保护在电力拖动系统中，当负载转矩超过电动机额定转矩时，电动机的绕组的温度上升急剧上升，若超过该额定值，则轻者使绕组的绝缘层劣化，寿命降低. 因此，当电机超负荷时，必须立即切断电源，以便电机能够在寿命期间内安全运行。 一般的过载保护措施有热继电器保护、自动开关过载脱扣保护。 此外，还有电子继电器的过载保护、嵌入电机绕组的温度继电器(双金属式和热敏电阻式)的过载保护、软起动器的过载保护等过载保护的新对策。零电压和欠电压保护在电动机正常运转时，如果在发生异常停电后重新开始供电，则电动机会自动启动，生产机械的动作紊乱，发生运动部件碰撞的设备事故，导致人身事故的可能性很高。 对电网来说，许多马达和其他电气设备在恢复供电后同时启动，引起电网过大的瞬间压降。 为了防止电机停电时停止，电压恢复时自动启动，需要采取零电压保护措施。在电机运行过程中，如果电源电压过低，则电机的转速过低或停止，拖动的设备可能无法正常运行或发生事故。 因此，电源电压低于允许值时，需要切断电源实施欠电压保护。电动机的零电压保护和欠电压保护不需要特别的保护电气部件，只要将控制电动机的接触器控制电路与自锁电路连接即可。电气设备的选择按钮：按钮是用于通过手动操作瞬间使小电流(5A以下)的控制电路on/off的开关。 结构样式和颜色不同。 一般来说，如果开始按钮是绿色的，停止按钮是红色的，紧急停止按钮是红色蘑菇的组合类型。如果需要显示按钮的操作状态，请选择带有指示灯的按钮。大多数按钮的触点是正常开启和正常关闭，一个按钮至少有两个按钮机械设备中常用的按钮有LA18、LA19、LA20等几种型号。 这些额定电压为交流500V、直流440V、额定电流5A .行程开关：行程开关用于控制运动机构的行程。 有触点式和无触点式两种。 有触点行程开关分为直动式、杆式、微动式、组合式，常用型号为LX2、LX19、JLXK1、JXW、LXK3、X2等。 无触点行程开关有接近开关、单簧管开关、霍尔开关等。接触器：主要考虑主接触器的额定电流、额定电压、电磁线圈的额定电压，还应考虑常开和常闭辅助接触器的数量和接触器的操作频率。 主触头的额定电压必须在主回路的额定电压以上的电磁线圈的额定电压必须与控制回路的额定电压相同的主触头的额定电流可通过下式求出式中Iec选定的接触器的额定电压(a )Ic接触器主触头电流(a )Pe受控电机功率(kW )K经验系数一般为11.2Ue电机额定线电压(v )。其选定内容如下型号额定电流额定动作频率(次/小时)可控制电机最大容量(kW )主接点辅助接点220伏380伏500VCJ10-20战斗机2056005.51010热继电器：用于过载保护异步电动机的热继电器有双金属和电子式两种。 电子式热敏继电器保护性能高，适合重要电机的保护。 电气控制系统已经采用了自动开关的情况下，不需要采用热继电器。对负载恒定、过载的可能性小的电机，例如泵电机进行冷却的情况下，也可以不设置热继电器。选择热继电器时，根据电动机的额定电流，决定其额定电流和热元件的电流水平。 星形连接的电动机可以使用二相或三相结构的热敏继电器，三角形连接的电动机可以使用断相保护的热敏继电器。热设备的额定整定电流值通常选择为电机额定电流的0.951.05倍。选项模型包括型号额定电流(a )热元件水平热元件额定电流电流调整范围(a )jr16bb-20/3轰炸机jr16bb-20战斗机200.350.500.721.11.62.43.557.21116220.250.350.320.500.450.720.681.11.01.61.52.42.23.53.254.57.26.81110161422保险丝的主要类型有插入型、螺杆型、填充剂封闭气管型等。 经常