全自动增压给水设备控制

1、四川航天职业技术学院电子工程系课程设计专业名称： 建筑电气工程技术 课程名称： 建筑电气控制技术课程设计 课题名称： 全自动增压给水设备控制 设计人员： 马 健 指导教师： 赵 威 2014 年 6 月 11 日全自动增压给水设备控制课程设计任务书一、课题名称：全自动增压给水设备控制二、技术指标：本设计由主电路和控制电路构成。主电路通过开关、热继电器直接以三角形接法接到电动机；控制电路通过水压罐压力表检测水箱压力，输出开关信号，接通相应的交流接触器的主触头来控制电动机的运行与停止；电压电流表检查主电路的工作与否；时间继电器可实现电动机运行15分钟后水压未达标，点亮故障报警指示灯；通过刀闸开关、

2、热继电器可实现总停控制和必要的短路、过载保护。 本设备宜采用电信号控制型压力表自动水位控制水箱抽水电路。通过压力表输出的开关信号控制电动机的运行与停止。此电路具有成本少，配置灵活，测量水位误差小，不受水箱里面水位上下浮动的影响，易于实现的优点。采用电信号控制型压力表自动水位控制水箱抽水电路。三、要求：1、水泵电机为三相异步电动机，功率11kw；2、全压直接起动，单方向旋转；3、水压罐压力表为具有上限与下限的电接点压力表；4、水压不足时，自动加水，水压达到要求后，自动停止加水；5、加水3分钟后，水压仍未达标时，点亮故障报警指示灯且发出音响信号；6、压上、下限均有指示显示，加水时有水泵运行指示显示

3、，有电源电压、电流指示和指示灯指示7、有全自动和手动两种控制方式；8、总停控制和必要的短路、过载保护。指导教师：赵威学 生：马健电子工程系2014年6月11日课程设计报告书评阅页课题名称：全自动增压给水设备控制班 级：建筑电气工程技术姓 名：马健 2014年6月 11日指导教师评语：考核成绩： 指导教师签名： 20 年 月 日摘要随着生活水平的提高，用水的需求量越来越大，而楼房也建得越来越高，很多居民小区或高层建筑因为水压不足而造成供水困难，给生活带来很多不便。为了解决这一问题，本课程设计结合所学电气控制知识，设计出一套简单实用的自动增压给水设备控制系统，采用电信号控制对管道水压进行监控，当水

4、压低于某一压力数值时自动启动电机，高于某一压力数值时自动停止，保证给水的正常。介绍了一些典型的继电接触控制线路，及其控制保护环境绘图软件主要使用的AutoCAD，学习了该绘图软件的基本绘图方式，通过自己动手绘图加深了对控制线路的理解。关键词：电气控制 供水系统 AutoCAD 目 录摘要I一、设计任务与要求11.1设计任务11.2设要求计1二、方案设计与论证12.1方案一22.2方案二22.3方案选择2三、单元电路设计与参数计算33.1 设计思路33.2单元电路设计33.2.1主电路33.3.2控制电路4四、总原理图及元器件清单54.1元器件清单54.2全自动增压给水设备总原理图64.3设计原

5、理结构框图7五、设计性能分析85.1设备自动操作分析85.2设备手动操作分析85.3音响、灯光信号警报85.4总停、短路、过载保护8六、心得体会9七、参考文献1010全自动增压给水设备一、设计任务与要求 1.1设计任务全自动增压给水设备通过水压罐压力表检测水箱压力。当水压不足时，自动向水箱加水。当水压足够时，自动停止加水，确保水压满足用户需要。不当水泵启动加水一段时间后，水压仍不正常时，发出故障报警信号。该设备用于住宅小区楼房供水时，可以放在楼下隐蔽处，既安全又不影响美观，取代了传统的专用水塔给水设备和放在楼顶的水箱式给水设备。1.2设计要求1、水泵电机为三相异步电动机，功率11kw；2、全压

6、直接起动，单方向旋转；3、水压罐压力表为具有上限与下限的电接点压力表；4、水压不足时，自动加水，水压达到要求后，自动停止加水；5、加水3分钟后，水压仍未达标时，点亮故障报警指示灯且发出音响信号；6、压上、下限均有指示显示，加水时有水泵运行指示显示，有电源电压、电流指示和指示灯指示7、有全自动和手动两种控制方式；8、总停控制和必要的短路、过载保护。二、方案设计与论证全自动增压给水设备设计主要由主电路和控制电路构成。主电路通过开关、热继电器直接以三角形接法（即全压起动）接到电动机；控制电路通过水压罐压力表检测水箱压力，输出开关信号，接通相应的交流接触器的主触头来控制电动机的运行与停止；电压电流表检

7、查主电路的工作以及相应的信号灯指示工作与否；时间继电器可实现电动机运行3分钟后水压未达标，点亮故障报警指示灯，同时启动声音警报器；通过刀闸开关、热继电器、开关SB可实现总停控制和必要的短路、过载保护。2.1方案一方案一采用电信号控制型压力表自动水位控制水箱抽水电路；通过压力表输出的开关信号控制电动机的运行与停止。此电路具有成本少，配置灵活，测量水位误差小，自动化程度高且精确，不受水箱里面水位上下浮动的影响，易于实现及控制的优点。2.2方案二采用晶体管自动水位控制水箱抽水电路。通过接触点的通电与否来控制电动机的运行与停止。此电路需要晶体管、电容、接触点片。在实际水位自动控制中，因水箱里面上下浮动

8、，使接触导电触点时通时断，造成接触器频繁吸合释放，很容易烧坏接触器触点。在一般的晶体管水位控制电路中，加一只电容，使三极管的导通或截止时间延迟，不使接触器马上动作，可保护接触器触点。此电路虽然简单，但是增加了硬件的成本，而且测量水位误差较大。2.3方案选择比较上述两个方案，此课程设计选择方案二作为最终的设计方案，即采用电信号控制型压力表自动水位控制水箱抽水电路。方案二具有成本少，配置灵活，测量水位误差小，自动化程度高且精确，不受水箱里面水位上下浮动的影响，易于实现及控制的优点。三、单元电路设计与参数计算3.1 设计思路设计思路如图3-1设计步骤框图：运用CAD软件绘图课程设计理论设计实际电路的

9、安装与调试撰写课程设计报告图3-1设计步骤框图3.2单元电路设计3.2.1主电路1、根据设计任务以及要求设计全自动增压给水设备的主电路图3-2全自动增压给水设备的主电路2、主电路元件参数计算及选择（1） 电路的电源直接采用380V三相交流电源。（2） 电路开关型号选用HK1，额定电压380V，额定电流60A。其额定电流为电动机的额定电流2-3倍，符合要求。（3） 水泵电机为三相异步电机，选用型号为Y160M-4，额定功率为11KW，额定电流23A，额定转速1460r/min,功率因数为0.84，效率为88%。（4） 电流互感器采用型号为TA30 50A/5A，转换开关采用LW5-16.D020

10、6/4。（5） 电压表选用型号为SD-15V,电流表选用SD-20A。（6） 交流接触器KM1型号为CJ10-40，其主触头额定电压380V，额定电流40A。（7） 电路过载保护采用热继电器、熔断器。其中热继电器型号为JR36-63 30-32A，额定电压380V，额定电流为20-30A。根据资料得热继电器的额定电流为电动机额定电流的0.95-1.05倍。熔断器的型号为RM10，额定电压为380V，额定电流60A，熔体电流45A，符合要求。3.3.2控制电路1、根据设计任务的性能要求设计控制电路图3-3全自动增压给水设备的控制电路2、控制电路元件参数计算及选择（1）控制电路熔断器型号为RCIA

11、-10A，额定电流为380V，额定电流10A。（2）交流接触器KM1选用CJ10-40，其辅助触点额定电流为5A，额定电压380V。（3）交流接触器KM2、KM3选用型号为CJ10-5，额定电压380V，额定电流5A。（4）时间继电器选用型号JS7-4A，额定电压380V，触头额定电流5A，延时范围0.4-180s。（5）报警信号灯额定电压380V，功率1.5W。（6）工作指示信号灯以及不工作状态信号灯的额定电压为380，功率1.5W。（7）开关SB选用型号为LA10-2K,额定电压380V，额定电流5A。（8）位置开关型号为LX19-121，工作行程30°，超行程20°，

12、额定电压380V,额定电流5A。（9）声音报警器额定电压380V,功率3W。四、总原理图及元器件清单4.1元器件清单表4-1设备元器件清单4.2全自动增压给水设备总原理图图4-1全自动增压给水设备总原理图4.3 设计原理结构框图水压罐压力表输出开关信号高低低低KM3触动KM2触动控制电路KM1触动KT触动KM1闭合电动机运转且HRd亮主电路KM1断开控制电路KM1失电HL亮且HAB响起3分钟后水达标HL不亮电动机停止且HGn亮3分钟后未水达标KT1闭合HAB复归图4-2全自动增压给水设备原理结构框图五、设计性能分析5.1设备自动操作分析如图4-1总原理图，确保380V电源的正常下合上闸刀开关Q

13、S，将位置开关K至“自动”档位。当水压罐压力表检测到水箱压力不足时，输出“低”开关信号，交流接触器KM2线圈得电，其常开触点闭合。KM1线圈得电，其常开主触头闭合，电动机接通运行。电压电流表有示数显示且HRd信号灯亮；当水压罐压力表检测到水箱压力过高时，输出“高”开关信号，交流接触器KM3线圈得电，其常闭触点断开。交流接触器KM1线圈失电，其主触头断开，电动机停止且指示信号灯HGn亮。5.2设备手动操作分析将位置开关K至“手动”档位。当水箱压力不足时，然后按下SB2，交流接触器KM1线圈得电，SB2并联KM1常开触头自锁，电压电流表有示数显示且HRd信号灯亮。KM1常开主触头闭合，电动机运行。

14、按下SB1可使电动机停止，电动机停止且指示信号灯HGn亮。5.3音响、灯光信号警报当电动机运行3分钟后水压仍未达标时，时间继电器KT线圈得电，其常开触点（延时三分钟）闭合，信号灯HL接通发光，同时与其并联回路报警器HAB发出声音；由时间继电器KT1线圈得电，其常闭触头(延时30秒)断开，实现音响信号自动复归。5.4总停、短路、过载保护当设备不正常运行时按下SB切断控制回路电源；当主电路电流电压过大导致线路过热，熔断器FU1、2、3断开或者热继电器FR吸合，FR辅助常闭触点断开，控制电路断开，交流接触器KM1线圈失电，其主触头断开，电动机停止。六、心得体会通过全自动增压给水设备控制课程设计，使我

15、对CAD绘图软件的使用更加熟悉，无论是文件管理还是工作界面管理，这都帮助我进一步熟练掌握CAD的使用方法和操作过程，但还是有一些使用功能我未掌握，因此仍然需要加强学习。通过本课程设计使我深刻的掌握本学期建筑工程制图也识图这门课程，同时让我学以致用，也让我了解到书面得来的总是很浅显的，真正做好一个实用的工程还需要做大量的工作，因此这一设计也让我对即将的工作有一些了解。通过亲自动手，了解到做好一个课程设计的确不容易，这需要我们掌握丰富的知识，并且懂得运用；在设计的过程中要有一丝不苟的态度，认真的对待才能减少错误的发生；通过网上查找，请教老师、同学，才能成功完成课程设计。本设计让我体会了一些学习方法，也练就了我的耐心，提高了思考解决问题能力。更加为我即将毕业的论文设计奠定了一些基础；比如对于资料