物料粉碎输送机.docx
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物料粉碎输送机
电气控制技术课程设计说明书
题目：
物料粉碎输送机
学院：
机电工程学院
专业：
电气工程及其自动化
姓名:
指导教师：
李海军刘宇
设计完成日期：
二Ο一四年五月
目录
电气控制技术课程设计任务书3
一.课程设计要求和目的4
1.1设计要求4
1.2设计目的4
二.方案确定5
2.1概述5
三．设计主电路6
四.继电器控制电路的设计7
4.1控制回路的引线7
4.2手动控制8
4.3自动控制的启动9
4.4自动控制的停止10
五．元器件的选择11
5.1空气开关的选择11
5.2接触器的选择11
5.3热继电器的选择12
5.4按钮的选择13
5.5熔断器的选择13
5.6时间继电器的选择13
5.7中间继电器的选择13
六．元件与实物14
6.1元件数量14
6.2实物连接图15
七．PLC程序控制16
7.1.PLC的选择16
7.2I/O分配表17
7.3PLC程序编辑18
课设总结22
电气控制技术课程设计任务书
学院：
机电工程学院
专业：
电气工程及其自动化
班级：
11级电气三班
课程设计题目：
物料粉碎输送机
一、设计任务：
1、绘制电气控制原理图（A2图幅）、PLC外围接线图（A3图幅），编写PLC控制程序
2、制作电气控制板：
按照指导设计书要求的控制功能，制作安装电动机主回路、控制回路和指示回路.
3、完成设计说明书。
二、时间安排：
具体进度参考设计指导书。
发出任务时日期：
2014-5-9
结束任务时日期：
2014-5-21
指导教师：
李海军刘宇
一.课程设计要求和目的
1.1设计要求
1.设备由三台电机组成，喂料电机M1，粉碎电机M2，出料输送电机M3。
2.要求粉碎机内部有饲料检测装置，M2不容许重载启动，要避免饲料在粉碎机意外停止后在粉碎机内部有剩余，使的M2在启动时过载。
3.启动顺序M3→M2→M1停止M1→M2→M3
4.系统要求有手自动转移，电源指示，运行指示。
5.电机应有相应的保护措施和总停控制。
1.2设计目的
通过电气控制技术的课程设计实践，掌握电气控制的设计方法、电器元件的选用、电气控制线路的安装与调试，掌握可编程控制器硬件电路的设计方法，熟练使用小型可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件程序的设计思路和梯形图的设计方法，掌握可编程控制器程序的应用及调试、监控、运行方法，掌握设计资料整理和绘图软件的使用方法。
在设计过程中，通过较为完整的工程实践基本训练，为综合素质全面提高及增强工作适应能力打下坚实的基础。
1.查阅资料，明确设计目的、要求、方法，任务分工；
2.制定设计方案，绘制草图；
3设计方案审核，绘制电器原理图；
4.元器件选择、列表，绘制安装图、设计方案修正；
5.领取工具及电器元件等材料，电路控制板安装；
6.检查线路、通电调试、故障排除、绘图；
7.任务验收；
8.PLC程序设计；
9.PLC程序调试、运行与PLC外围接线设计；
10.任务验收；
11.整理归还工具；
12.写课程设计说明书。
13.答辩
二.方案确定
2.1概述
本次课程设计采用实际器件继电器控制方式和PLC程序控制方式。
其中，继电器控制方式采用硬件接线实现，虽工程造价低，但接线复杂繁琐，后期需要维护设备，。
而 PLC控制方式采用存储逻辑，要改变控制功能，只需要改变程序即可，被称为软接线。
响应速度快，无抖动，工作性能可靠，可实现高度自动化。
三．设计主电路
主电路由L1、L2、L3经空气开关引入电源，对系统供电。
三台电动机可同时运行，分别在三相电源引线，接入熔断器FU避免电机发生短路故障烧毁电机。
再经过交流接触器KM1、KM2、KM3常开触点，以便控制电路控制电机运行、自动投切。
最后经过热继电器连接电动机，作为电动机的过载保护和缺相保护。
物料粉碎传送机主电路设计图
四.继电器控制电路的设计
4.1控制回路的引线
由三相进线中引入俩根，作为控制回路的进出线，在回路中串入FU【熔断器】，以保证控制回路的安全可靠工作，之后由一个常闭开关来作为电路的总停。
串如的旋转开关作为手自动的切换，一个电源指示灯，一个运行指示灯【在传送电机启动后亮】。
控制回路的进线与显示
4.2手动控制
设计要求三台电机启动顺序M3→M2→M1停止M1→M2→M3，即电气控制中常见的顺序启动，逆序停止。
为了防止误操作，在常闭的SB3上并联了KM2的常开，在常闭的SB2上并联了KM1的常开，以实现M1→M2→M3依次停止，中间的跳跃操作不会有任何影响，只有按设计要求的操作才能完成停止的过程。
在M2电机的回路里串入检测装置（本次设计由一个行程开关代替，使用其长闭触电接入回路中，即实现有残留后，M2不能启动）。
在使用过程中，任何一个电机都可能出现故障，而在实际过程中，M3停止时，其他全部停止；M2停止时，M3继续可以工作，M1必须停止；M1停止时。
M2，M3继续工作。
所以，采用热继电器的依次级联可实现该控制。
手动控制电路
4.3自动控制的启动
电路的自动控制启动由俩个时间继电器完成，俩个为启动提供时间段。
为防止电路里出现寄生回路，由俩个中间继电器KA1，KA2来启动KM3，KM2,KT1，KT2。
过程叙述：
按下SB后，启动KA1，KA1的常开闭合，使KM3，KT1启动。
经过KT1定时时间后，常开闭合，启动KA2，KA2的常开闭合启动KM2，KT2（在KT1回路中的KM2常闭断开，使KT1退出工作状态）。
之后经过KT2的定时时间后，常开触点闭合，启动KM1（在KT2回路中的KM1常闭断开，使KT2退出工作状态）。
这样，就完成了自动启动，机器可以开始正常运行。
自动启动的电路原理图
4.4自动控制的停止
该电路是有一个中间继电器，俩个时间继电器（为停止提供时间段）来完成的。
过程叙述：
按下开关SBP，使KA3得电，KA3的常闭断开（串于KT2常开回路），KM1停止运行；KA3的常开闭合，KT3的电启动。
经过KT3的定时时间后，KT3的常闭断开（串于KT2的常开回路），KM2停止运行；KT3的常开闭合，启动KT4，经过KT4的定时时间后，KT4的常闭断开使KM1停止工作。
停止回路的进线需串在启动开关之后。
防止误动作。
五．元器件的选择
5.1空气开关的选择
低压断路器俗称为自动开关、空气开关，是一种既有手动开关作用，又能自动进行短路、过载、欠压保护的电器。
作用：
用于不频繁地接通和分断线路正常工作电流，也能在电路中流过故障电流时（短路、过载、欠电压等）在一定时间内断开故障电路。
空气开关的额定电压和额定电流应不小于电路的正常工作电压和电流。
5.2接触器的选择
接触器是一种能频繁地接通和断开远距离用电设备主回路及其它大容量用电回路的自动控制电器。
主要的控制对象是电动机。
（1）选择接触器的类型：
接触器的类型应根据负载电流的类型和负载的轻重来选择,即是交流负载还是直流负载,是轻负载、一般负载还是重负载.
（2）额定电压的选择：
接触器的额定电压应大于或等于负载回路的电压。
（3）额定电流的选择：
接触器的额定电流应大于或等于被控回路的电流。
对于电动机负载可按下列经验公式计算：
I=P／KU（I为接触器主触点电流，P为电动机额定功率，U为电动机额定电压，K为经验系数，一般取1～1.4）。
（4）吸引线圈的额定电压选择：
吸引线圈的额定电压应与所接控制电路所接控制电路的电压一致。
（5）接触器的触点数量、种类的选择：
触点数量和种类应满足主电路和控制线路的要求。
5.3热继电器的选择
热继电器是一种保护电器，专门用来对电动机进行过载保护和断相保护,以防止电动机过热损坏。
热继电器的选择应按电动机的工作环境、启动情况、负载性质等因素来考虑。
热元件选好后，还需根据电动机的额定电流来调整它的整定值。
5.4按钮的选择
（1）根据使用场合选择种类，如开启式、保护式、防水式、防腐式等。
（2）根据用途选择型式，如手把旋钮式、钥匙式、紧急式等。
（3）按控制回路的需要，确定不同的按钮数。
5.5熔断器的选择
熔断器是一种最简单有效的保护电器。
在使用时，串接在所保护的电路中，作为电路及用电设备的短路和严重过载保护，主要用作短路保护。
5.6时间继电器的选择
选用时间继电器时应注意：
其线圈（或电源）的电流种类和电压等级应与控制电路相同；按控制要求选择延时方式和触点型式；校核触点数量和容量，若不够时，可用中间继电器进行扩展。
具有体积小、延时精度高、寿命长、工作稳定可靠、安装方便、触点输出容大和产品规格全等优点，广泛用于电力拖动、顺序控制及各种生产过程的自动控制中。
5.7中间继电器的选择
继电器的选用1.1根据使用条件初步确定继电器型号使用条件主要指温度、湿度、低气压、振动和冲击,它们直接影响继电器的综合性能。
目前继电器产品均能满足使用环境条件的要求。
1.2输人参量的选定与用户相关的输入量是线圈工作电压（或电流）,吸合电压（或电流）是制造厂控制继电器灵敏度并进行判断、考核的参数。
对用户,它只是一工作下限参数值。
控制安全系数是工作/吸合电压（电流）,在吸合值下使用继电器不可靠也不安全。
工作值并非愈高愈好,超过额定工作值太高会增加衔铁的冲击磨损和触点回跳次数,缩短电气寿命,一般工作值为吸合值的1.5倍,工作值的误差通常为士10%。
1.3根据负载情况选择继电器触点的种类和容量任何自动化设备都必须认定实际的负载性质、负载量值,选用合适的继电器尤为重要。
继电器的失效或是否可靠,主要指继电器能否完成规定的切换电路功能。
切换的实际负载与所选用继电器规定的切换负载必须一致。
实践证明,继电器约70%的故障发生在其触点。
六．元件与实物
6.1元件数量
元器件
型号
数量
空气开关
DZ47-60
3
接触器
CJX2-09
3
热继电器
JR36-20
3
熔断器
R7/8-32
1
按钮
LAY37（PBC）
9
旋转开关
1
时间继电器
4
中间继电器
3
6.2实物连接图
七．PLC程序控制
7.1.PLC的选择
（1）.对输入输出点的选择
要先弄清控制系统的I/O点数，再按实际点数的15%～20%留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需PLC的点数。
一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制，一般同时接通的输入点不得超过总输入点的60％。
选型时要考虑PLC每个输出点的驱动能力（A／点）也是有限的，有的PLC每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般PLC的允许输出电流随环境温度为升高而有所降低等。
PLC的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。
隔离式的各组输出点之间可以用不同的电压种类和电压等级，但这种PLC平均每点的价格较高。
如果输出信号之间不需隔离，则应选择前两种输出方式的PLC。
（2）.对存储容量的选择
对用户存储容量只能作粗略的估算。
在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘10字／点＋输出总点数乘5字／点来估算；计数器／定时器按（3～5）字／个估算；有运算处理时按（5～10）字／量估算；在有模拟量输入／输出的系统中，可以按每输入（或输出）一路模拟量约需（80～100）字左右的存储容量来估算；有通信处理时按每个接口200字以上的数量粗略估算。
一般按估算容量的50~100%留有裕量。
对缺乏经验的设计者，要留有更大的裕量。
（3）．对I/O响应时间的选择
PLC的I/O响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在2～3个扫描周期）等。
对开关量控制的系统，PLC的I/O响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑I/O响应问题。
对模拟量控制的系统、特别是闭环控制系统要考虑I/O响应问题。
7.2I/O分配表
输入：
SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8SB9SB10
输出：
KM3KM2KM1KT4KT2KT3KT1
进行I/O分配如：
输入
输出
电器元件
地址
功能
电器元件
地址
功能
SB1
00000
总停
KM3
10000
手动启动M3线圈
SB2
00001
手自动切换
KM2
10001
手动启动M2线圈
SB3
00002
停止M3
KM1
10002
手动启动M1线圈
SB4
00003
启动M3
KT1
000
自动启动M2线圈
SB5
00004
停止M2
KT2
001
自动启动M1线圈
SB6
00005
启动M2
KT3
002
自动停止M2线圈
SB7
00006
停止M1
KT4
003
自动停止M1线圈
SB8
00007
启动M1
SB9
00008
自动启动
SB10
00009
自动停止
7.3PLC程序编辑
7.4PLC编程
LDNOT0.00
ANDNOT0.01
LDNOT0.02
OR10.01
ANDLD
LD0.03
OR10.00
ANDLD
OUT10.00
LDNOT0.00
ANDNOT0.01
LDNOT0.02
OR10.01
ANDLD
LD0.03
OR10.00
ANDLD
LDNOT0.04
OR10.02
ANDLD
LD0.05
OR10.01
ANDLD
OUT10.01
LDNOT0.00
ANDNOT0.01
LDNOT0.02
OR10.01
ANDLD
LD0.03
OR10.00
ANDLD
LDNOT0.04
OR10.02
ANDLD
LD0.05
OR10.01
ANDLD
AND0.06
LD0.07
OR10.02
ANDLD
OUT10.02
LDNOT0.00
AND0.01
AND0.08
ANDNOTTIM003
OUT10.00
ANDNOT10.01
TIM000#50
LDTIM000
ANDNOTTIM002
OUT10.01
ANDNOT10.02
TIM001#50
LDTIM001
ANDNOT0.09
OUT10.02
LDNOT0.00
AND0.01
AND0.08
AND0.09
TIM002#50
LDTIM002
TIM003#50
课设总结
在这次课程设计中，我们认真复习了一遍所学的知识，以及查阅了一些课外资料，加深了对知识的理解，提高了对知识的应用能力。
在设计过程中通电时候第一次没有接通，经过很仔细的排查终于检查出来压住了绝缘，修改后最后取得了成功。
在平时的学习中要注意细节的知识，往往细节决定着我们的成功与否。
本次课程设计中，我们再次体会到了团队合作的重要性，遇到不会的问题要主动向同学、老师请求帮助，认真听取他们的意见和建议，并认真改正自己的问题。
在实验当中了解到了学以致用，把书本上的知识和现实当中的仪器设备相结合。
充分的认识和掌握书本上的知识。
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