皮带输送机电气控制系统的课程设计

皮带输送机电气控制系统的设计设计目的通过对电气控制系统的设计，掌握电气控制系统设计的一般方法，能够设计出满足控制要求的电气原理图，能够设计电器元件布置图、接线图和控制箱，并能够根据负载选择主要电器元件的型号，具有电气控制系统工程设计的初步功能。控制要求皮带输送机由三条皮带组成并由电动机控制。1#、2#、3#皮带顺序运行。电动机功率各3KW，其控制要求如下：按下系统启动按钮→1#电动机启动→延时2秒→2#电动机启动→延时5秒→3#电动机启动按下停机按钮→延时10秒→3#电动机停止→延时10秒→2#电动机停止→延时10秒→1#电动机停止1#电动机过载时，1#、2#、3#电动机全停，2#电动机过载时，2#、3#电动机停止，3#电动机停止时，顺序停机，并设有紧急停车按钮具有手动、自动工作方式各种指示及报警设计内容及要求根据控制要求，采用PLC为中心控制单元，设计出其控制系统的原理图（主电路和控制电路）、元件布置土、接线图以及元件明细表。所完成的图纸资料包括：电气原理图：主电路、控制电路、梯形图、指令系统电气箱面板布置图，电气箱内部布置图接线图元件明细表控制箱尺寸系统工作原理说明及操作使用说明系统总体设计主电路的设计主电路线路如图1所示，图中的M1、M2、M3为输送带电动机，三台电动机都采用直接启动方式，各台电动机分别使用一个接触器控制，各电动机分别由FR1、FR2、FR3提供过载保护，各自通过自锁实现失压保护。PLC的选择及I/O分配根据给定的控制要求，可统计出现场输入信号共14个，输出信号共8个，故选用OMRONC系列C28P，此型号具有16点输入和12点输出，满足要求。（I/O分配如表2所示）。PLC外部接线图的设计PLC根据表2的I/O分配关系和C28P的端子跑列位置进行相应的接线，PLC系统外部接线图在图1中，图中各接触器采用220V电源，信号指示及报警指示灯与接触器共用220V电源。控制柜的设计由表1中各元件的型号尺寸，设计控制柜的尺寸为：500×400×230mm.控制柜内部接线图和面板接线图的设计由图1的主电路和控制电路原理图和其中标注的线号，用相对编号法画出如图3和图4所示的接线图。系统工作原理和操作使用说明自动控制旋转SA转换开关至自动（PLC-02）位置，系统进入自动运行状态，此时自动运行指示灯HL05亮。启动：按下启动按钮SB1，使0500线圈得电并保持，电动机1#运行并使TIM00时间继电器开始计时，在其设定的时间5S后，TIM00的常开触点闭合，使0501线圈得电并保持，电动机2#运行并使TIM01时间继电器开始计时，5S后，TIM01的常开触点闭合，使0502线圈得电并保持，电动机3#启动并运行。停机：按下停机按钮SB2，中间继电器1000得电，其常开触点闭合，使得时间继电器TIM02开始计时，在其设定时间10S后，TIM02的常开触点闭合，0502线圈失电，电动机3#停车，同时，时间继电器TIM03开始计时，10S后，0501线圈失电，电动机2#停车，同时，时间继电器TIM04开始计时，10S后，0500线圈失电，电动机1#停车。2、手动控制旋转SA转换开关手动（PLC-01）位置，系统由自动状态转到手动运行状态，手动指示灯HL04亮。此时，三台电动机可以分别有自己的启动和停机控制按钮。启动：SB3、SB4、SB5分别为电动机1#、2#、3#的启动按钮，按下启动按钮，线圈得电并保持，电动机启动并运行。停机：SB6、SB7、SB8分别为电动机1#、2#、3#的停车按钮，按下停机按钮，线圈失电，电动机停车。过载保护当电动机1#过载时，热继电器FR1动作，1#、2#、3#同时停机，并发出过载指示，报警指示灯HL06、HL07、HL08亮。当电动机2#过载时，热继电器FR2动作，2#、3#停机，HL07、HL08亮。当电动机3#过载时，热继电器FR3动作，电动机3#停机，同时，通过时间继电器TIM03和TIM04延时，电动机顺序停机。在人工恢复之前，任何一个电动机将不能再次启动运行。手动与自动的切换系统从自动切换到手动状态时，假使有正在运行，系统经过一个扫描周期会停止各电动机的运行，此时系统将处于手动控制状态并服从手动控制，各个电动机分别受单独的启停控制。手动到自动的切换也一样，考虑到自动转换手动的情况，三台电动机如同时停止，将不利于生产，因此要求自动转换手动前须提前按停机按钮。紧急停机按下紧急停机按钮SB9后，电动机1#、2#、3#将同时停机。PLCI/O分配表输入说明输出说明0000SA手动状态05001#电动机接触器0001SA自动状态05012#电动机接触器0002自动状态启动按钮钮05023#电动机接触器0003自动状态停车按钮钮0503手动运行指示灯0004手动1#启动按钮0504自动运行指示灯0005手动2#启动按钮05051#过载指示灯0006手动3#启动按钮05062#过载指示灯0007手动1#停机按钮05073#过载指示灯0008手动2#停机按钮0009手动3#停机按钮00101#热继电器保护00112#热继电器保护00123#热继电器保护0013紧急停车按钮图表说明及元件明细表1、主电路和控制电路原理图图12、控制柜内部接线图图23、梯形图及控制柜内部布置图图34、控制面板布置和接线图图4由于选用的电动机功率为3KW，在本系统中功率因数取0.85，因此由下面的计算可得电动机正常工作的电流是：I=4000/（√3*380*0.8）=5.7A因此选用DZX7-8025型低压断路器作为系统的总开关，选用DZX7-2514型低压断路器作为每个电机的开关；选用JRS4-09310d型热继电器，其动作电流整定范围是5.5～8A；CJX4-06E型接触器;各种指示灯电源都是220V交流电源。起动按钮选用LAY3-10M3.11；停止按钮选用LAY3-10M3.12；具体元件型号和规格如下表所示：序号名称型号个数规格（mm）1可编程控制器OMRONC28P1250×110××1102低压断路器ZB1-63/44B10181×72×755 ZB1-63/33B6381×54×7553热继电器JRS4-093312d345.5×78××1004信号指示灯XDY6-1/663Ф22.5 XDY6-2/66 3Ф22.5 5按钮LAY3-10MM3.114Ф30LAY3-01MM3.125Ф306接触器CJX4-06111E/2220340×50×5887SA转换开关HZZ□-H01113 1Ф308接线端子排JDX1-10 144.5×72..8×499控制柜HuXK-MN1500×400××230指令系统LD0000OUT0503LD0001OUT0504LD0000AND0004LD0001AND0002ORLDLD0007AND0000ORNOT0010ORNOT0011ORTIM04KEEP0500LD0500ANDNOT0501ANDNOT0011TIM00#0050LD0000AND0005LD0002ANDTIM00ORLDLD0008AND0000ORNOT0010ORNOT0011ORNOT0012ORTIM03KEEP0501LD0501ANDNOT0502ANDNOT0011TIM01#0050LD0000AND0006LD0002ANDTIM01ORLDLD0009AND0000ORNOT0010ORNOT0013ORNOT0012ORNOT0011ORTIM02KEEP0502LDNOT0011OUT0505LDNOT0012OUT0506LDNOT0013OUT0507LD0003ANDNOT0000LDNOT0500KEEP1000LD1000TIM02#0100LDTIM02ORNOT0013TIM03#0100LDTIM03TIM04#0100END参考文献1、《建筑电气控制技术》中国建筑工业出版社1998年6月王俭龙莉莉编2、《控制电器分册》天水二一三机床电器厂2002年皮带输送机电气控制系统操作使用说明系统操作说明：在保证系统电源已经接通的情况下，旋转自动/手动转换开关到“自动”即为自动工作状态，旋转到“手动”即为手动工作状态。在自动工作的状态下，按下SB1即可启动电动机1#，5S后2#启动，在过5S后3#启动；停机时，按下SB2，10S后电动机3#停车，再过10S后2#停车，再10S后1#停车。在手动工作的状态下，分别按下各个电动机的启动和停机按钮，即可完成各个电动机的启动和停车操作，此时各个电动机的启动停车之间没有相互影响。可能出现的故障的原因和处理方法：电动机不能正常启动，可能是电源没有接通，请检查电源连接情况。在电动机因为故障被自动停止后，在下一次启动之前必须人工恢复，保证正常运行。在实现自动和手动状态的切换时建议先将电动机全部停机后再进行两种状态之间的切换。在系统运行过程中，如果控制柜面板上显示的电动机的允许指示灯亮，而相应的电动机没有正常工作时，请立即关闭系统电源然后检查电动机状态确保电动机没有故障后，重新接通系统电源进行启动。十一、我的设计心得通过本学期的课程设计，我掌握了