課程設(shè)計說明書格式及內(nèi)容要求

1、課程設(shè)計說明書格式及內(nèi)容要 求作者:日期:忌KUNMtNO UNIVERSITY電氣控制與P LC課程設(shè)計說明書專業(yè)：電氣工程及其自動化班級： 09級電氣（3 ）班姓名:丁蘭學(xué)號:2 00904 1 7335指導(dǎo)教師:張立明自動控制與機械工程學(xué)院2 0 12年6月 ' . -:一F -、_亍V-f 1;<>, 二第一部分:電氣線路安裝調(diào)試技能訓(xùn)練技能訓(xùn)練題目電氣原理圖:L1 L2 13KM2電氣安裝接線圖：IL 12 13UL L!J Lil£ ll£L2S LS KjJlil I I I I IHI 口口I 02FUI IIEB3QFKDi卄F 1 E

2、）a 1 j.-1m 血 L5 VKMS E 5 吃近 LS yn n rjj 1 7EElrv1LS12SL330* F *X-»號J才'h./3q Sb2s6TlibL5UVVf245Sg11 1213uVV24539E 1本人完成的安裝線路實物圖片T 4 jr電氣原理圖:r 孕技能訓(xùn)練題目電氣安裝接線圖Lt U LJFU1L U1 1st tsi LiJ | II、/1 I La 131u；La 1 詔KM1i ?e燈4 心 5 U3：lU LE t?! J 5 * IJE IE? 13；E fl陣If?呢111213ulvlVfl呢兀2 3111213ulW1U2V2

3、2 34本人完成的安裝線路實物圖片XN3sOCwm tl noO4£E3陽3入 03、礙1技能訓(xùn)練小結(jié)：1. 電氣原理圖的繪制要求：（電機、電器及連（1）為了區(qū)別主電路與控制電路，在繪線路圖時主電路接線等），用粗線表示，而控制電路（電器及連接線等）用細(xì)線表示。通常習(xí) 慣將主電路放在線路圖的左邊（或上部），而將控制電路放在右邊（或下部）。 復(fù)雜的系統(tǒng)則分圖繪制。（2）每一電氣元件采用國家規(guī)定的統(tǒng)一的圖形符號來表示，在圖形符號附近用文字符號標(biāo)注屬于哪類電器。需要測試和拆、接的外部引出線的端子,用圖形符號“空心圓”表示。電路的連接點用“實心圓“表示。（3）同一電器的各個部件（如接觸器的線圈

4、和觸點）在圖中的位置，根據(jù)便 于閱讀和研究的原則來安排，可以不畫在一起，但屬于同一電器的部件均編以相同的文字符號。若有多個同一種類的電器元件，可在文字符號后加上數(shù)字序號。(4) 對于接觸器、繼電器的觸點按吸引線圈不通電狀態(tài)畫出，控制器手 柄按趨于零位時的狀態(tài)畫出，按鈕、行程開關(guān)觸點按不受外力作用時的狀態(tài) 畫出等。(5) 在原理圖中，無論是主電路還是輔助電路，各電氣元件一般應(yīng)按動 作順序和信號流從上到下，從左到右依次排列，可水平布置或者垂直布置，并 盡可能減少線條和避免線條交叉。電路中各元器件觸點圖形符號，在圖形垂直 放置時，以“左開右閉”原則繪制，當(dāng)圖形水平放置時以“上閉下開”原則繪 畫。(6

5、)直流和單相電源電路用水平線畫出，一般畫在圖樣上方(直流電源的正極)和下方(直流電源的負(fù)極)。多相電源電路，用水平線集中畫在圖樣上 方，相序自上而下排列。中性線(N)和保護接地線(PE)放在相線之下。主電路 與電源電路垂直畫出?？刂齐娐放c信號電路垂直畫在兩條水平電源線之間。耗電元件(如線圈、電磁鐵、信號燈等)直接與下方水平線連接，控制觸點連 接在上方水平線與耗電元件之間。(7 )為了便于檢索電氣電路，方便閱讀和分析，在原理圖的上方或右方 將圖分成若干圖區(qū)，并標(biāo)明該區(qū)電路的用途與作用。(8)在電氣原理圖中，接觸器與繼電器線圈與觸點之間的從屬關(guān)系要加以說明，即在原理圖中相應(yīng)線圈的下方，給出觸點的文

6、字符號，并在其下注明 相應(yīng)觸點的索引代號。2. 電氣接線圖的繪制要求(1 )同一電氣的各部件畫在一起，其尺寸和比例沒有嚴(yán)格的要求，各部件的位置盡量符合實際情況。(2) 各電氣元件的圖形符號、文字符號和回路標(biāo)記，均應(yīng)以原理圖為準(zhǔn)，并且要保持一致。(3) 不在同一控制箱內(nèi)或不是同一塊配電屏上的各電氣元件之間的連 接，必須通過接線端子板進行連接。同一控制箱內(nèi)的各控制元件之間可以直 接連接。安裝接線圖上所表示的電氣連接，一般不表示實際走線的途徑，施 工時由操作者根據(jù)實際情況選擇最佳走線方式。(4) 應(yīng)詳細(xì)地標(biāo)明配線用的各種導(dǎo)線的型號、規(guī)格、截面積及連接導(dǎo)線的根數(shù)。標(biāo)明所穿管子的型號、規(guī)格等，并標(biāo)明電源

7、的引入點。3. 電器安裝、接線的工藝要求：(1 )安裝方式安裝方法有兩種：底板安裝和DIN導(dǎo)軌安裝。底板安裝是 利用PLC機體外殼四個角上的安裝孔，用螺釘將其固定在底版上。D IN導(dǎo)軌安裝是利用模塊上的DIN夾子，把模塊固定在一個標(biāo)準(zhǔn)的DI N導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌 安裝既可以水平安裝，也可以垂直安裝。(2)電氣設(shè)備安裝時，應(yīng)注意與其他工種之間的協(xié)調(diào)。如配電間或發(fā) 電機房的通風(fēng)、散熱和事故后的排煙處理等問題，也應(yīng)注意母線槽、橋架、 基礎(chǔ)槽鋼的預(yù)埋鐵及預(yù)流孔的設(shè)置及相關(guān)系統(tǒng)的安裝等問題，如發(fā)現(xiàn)問題 及時提出。PLC的工作電源有120/23 0 V單相交流電源和24 V直流電源。系統(tǒng)的大多數(shù)干擾往往通過電源

8、進入 P LC,在干擾強或可靠性要求高的場合，動力部分、控制部分、PL C自身電源及I/O回路的電源應(yīng)分開配線，用帶屏蔽層的隔離變壓器給PLC供電。隔離變壓器的一次側(cè)最好接 380V,這樣可以避免接地電流的干擾。輸入用的外接直流電源最好采用穩(wěn)壓電源，因為整流濾波電源有較大的波紋，容易引起誤動作。(4)配電設(shè)備安裝必須符合設(shè)計要求。接地應(yīng)可靠 ，電器聯(lián)鎖裝置應(yīng)動作正確可靠，斷路器分閘后，隔離觸頭才能分開，離墻距離、帶電部位安 全 距離必須符合規(guī)范要求，必須便于維修人員在安全位置操作和觀察儀表。(5) 接線按原理圖逐個檢查全部電氣元件是否相符，其額定電壓和控制操作電 源電壓必須一致。按鈕之間的控制

9、連接線,控制線校線后，將每根芯線連接在端子板上、一般一個端子壓一根線,最多不能超過兩根，多股 線應(yīng)涮錫,不得有斷股。導(dǎo)線在管內(nèi)不得有接頭和扭結(jié)，其接頭應(yīng)設(shè)在接線盒 內(nèi)。導(dǎo)線絕緣層不得損壞，導(dǎo)線不得扭曲。(6) 如單根管內(nèi)導(dǎo)線較多，為防止導(dǎo)線端頭路途受阻，要剝出端部線芯,并排好,與引線一端纏繞接好，再穿管。導(dǎo)線的連接必須保證質(zhì)量，割開絕 緣層時，不得損傷線芯，芯線連接，外纏絕緣帶應(yīng)均勻嚴(yán)密，不得低于原絕 緣層的絕緣強度。導(dǎo)線連接牢固，包扎嚴(yán)密，絕緣良好，在盒箱內(nèi)導(dǎo)線有適當(dāng) 余量。4. 實訓(xùn)線路發(fā)生的故障及排除辦法(1)通電后電動機不轉(zhuǎn)然后熔絲燒斷故障排除檢查刀閘是否有一相未合好可電源回路有一相斷

10、線消除反 接故障查出短路點予以修復(fù)消除接地查出誤接予以更正更換 熔絲消除接地點。(2)通電后電動機不轉(zhuǎn)有嗡嗡聲故障排除查明斷點予以修復(fù)檢查繞組極性判斷繞組末端是否正確 緊固松動的接線螺絲用萬用表判斷各接頭是否假接予以修復(fù)減載或查 出并消除機械故障檢查是還把規(guī)定的面接法誤接為Y是否由于電源導(dǎo) 線過細(xì)使壓降過大予以糾正重新裝配使之靈活更換合格油脂修復(fù)軸 承。(3) 電動機起動困難額定負(fù)載時電動機轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速較多故障排除測量電源電壓設(shè)法改善糾正接法檢查開焊和斷點并修復(fù)查出誤接處予以改正恢復(fù)正確匝數(shù)減載。(4) 電動機空載電流不平衡三相相差大故障排除重新繞制定子繞組檢查并糾正測量電源電壓設(shè)法消除不

11、平衡峭除繞組故障。(5) 電動機空載過負(fù)載時電流表指針不穩(wěn)擺動故障排除查出斷條予以修復(fù)或更換轉(zhuǎn)子檢查繞轉(zhuǎn)子回路并加以修復(fù)。(6 )電動機空載電流平衡但數(shù)值大故障排除重繞定子繞組恢復(fù)正確匝數(shù)設(shè)法恢復(fù)額定電壓改接為Y重新配更換新轉(zhuǎn)子或調(diào)整氣隙檢修鐵芯或重新計算繞組適當(dāng)增加匝數(shù)。第二部分：多種液體自動混合裝置的PL C控制、多種液體自動混合裝置的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)書1.多種液體自動混合裝置控制的概述如圖所示為三種液體混合裝置，SQ1、SQ2、SQ3和SQ4為液面?zhèn)鞲衅?液面淹沒時接通，液體 AoE、C與混合由電磁閥YV 1、Y V2、YV3、YV4控制，M為攪勻電動機，其控制要求如下：YV3yv2

12、攪勻電動機SQ1SQ2SSSSQ41 .初始狀態(tài)裝置投入運行時，液體 A、B、C閥門關(guān)閉，混合液閥門打開 2 0 s將容器放空后關(guān)閉。2.起動操作按下啟動按鈕SB1,裝置開始按下列給定規(guī)律運轉(zhuǎn)。(1)液體A閥門打開，液體A流入容器。當(dāng)液面到達SQ3時，SQ接通，關(guān)閉液體A閥門，打開液面B閥門。(2)當(dāng)液面到達SQ2時，關(guān)閉液面B閥門，打開液面C閥門。(3)當(dāng)液面到達SQ1時關(guān)閉閥門C,攪勻電動機開始攪勻。(4)攪勻電動機工作 出混合液體。1m 1 n后停止攪動，混合液體閥門打開，開始放(5當(dāng)液面下降到SQ4時,SQ4由接通變端開，再過20s后,容器放空,混合液閥門關(guān)閉，開始下一周期。3.停止操

13、作按下停止按鈕SB2后，要將當(dāng)前的混合操作處理完畢后，才停止操作(停在初始狀態(tài))。2 .多種液體自動混合裝置電氣控制系統(tǒng)設(shè)計要求1）控制裝置選用PLC作為系統(tǒng)的控制核心，根據(jù)工藝要求合理選配PLC機型和I /O接口。2）可執(zhí)行手動/自動兩種方式，應(yīng)能按照工藝要求編輯程序并可實時整定參數(shù)。3）電動閥上驅(qū)動電動機運行，要在PLC控制回路中設(shè)置自保持。4）PLC的接地應(yīng)按手冊中的要求設(shè)計，并在圖中表示或說明。5）為了設(shè)備安全運行，考慮必要的保護措施，入如電動機過熱保護、控制系統(tǒng)短路保護等。繪制電氣原理圖：包括主電路、控制電路、P LC硬件電路，編制PLC的1/O接口功能表。7)選擇電器元件、編制元器

14、件目錄表。8)繪制接線圖、配線圖、控制面板布置圖和配線圖等。9)采用梯形圖或指令表編制P LC控制程序。二、多種液體自動混合裝置 控制系統(tǒng)總體設(shè)計過程1.總體方案說明總體設(shè)計思路經(jīng)過對上述設(shè)計要求的深入思考后，對系統(tǒng)的設(shè)計過程有了一定的構(gòu)架。具體的想法有一下幾點：我做的系統(tǒng)為多種液體自動混合,需要對各種液體的液面的高度監(jiān)控，因此，需要運用到傳感器進行液面高度的監(jiān)控。各種液體入池的比例需要應(yīng)用電磁閥控制，入池后的攪拌,則需要電機控制。對各個控件的控制，需要一個完整的控制流程，運用PLC技術(shù)進行編程，可以實現(xiàn)對各個控件的控制。 具體控制方法根據(jù)題目要求，按下啟動按鈕時,A種液體進入容器，當(dāng)達到一定

15、值時，停止進入,B種液體開始進入，當(dāng)達到一定值時，停止進入 C種液體開始進入,當(dāng)達到一定深度停止所有液體進入。攪拌機進行攪拌，一分鐘后攪拌均勻,停止攪拌,放出液體。經(jīng)20 S后停止放出，按停止鍵停止操作。液體的進入和放出，需要電磁閥的控制，液面的深度需要傳感器的控制。2 .多種液體自動混合裝置電氣控制原理圖設(shè)計（1）主電路設(shè)計L1FQ圖1多種液體自動混合控制的主電路圖1）主回路中交流接觸器KM攪勻電動機M。2 ）電動機M由熱繼電器FR實現(xiàn)過載保護。3）QF為電源總開關(guān)，既可完成主電路的短路保護，又起到分?jǐn)嗳嘟涣麟娫吹淖饔?，使用和維修方便。4）熔斷器FU實現(xiàn)各負(fù)載回路的短路保護。 PLC接口控

16、制電路設(shè)計P LC選型及I /O分配圖根據(jù)設(shè)計要求、控制要求，選定PLC的型號為:FX1N系列它是日本三菱公司生產(chǎn)的三菱F X 1N系列，擁有 28路輸入、18路繼電器輸出，而本例實際只需要6路輸入、5路輸出,輸出留有約1/3的余量，輸出所留余量超出113，完全滿足要求；擁有8K步的內(nèi)存容量，而本例用戶程序的容量估計在50步左右.控制電路設(shè)計 包括PLC硬件結(jié)構(gòu)配置及P LC控制原理電路設(shè)計。1 ）硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計。了解各個控制對象的驅(qū)動要求 ，如：驅(qū)動電壓的等級、負(fù)載的性質(zhì)等；分析對象的控制要求,確定輸入/輸出接口 (I /O )數(shù)量; 確定所控制參數(shù)的精度及類型，如：對開關(guān)量、模擬量的控制、用

17、戶程序存儲器的存儲容量等，選擇適合的PL C機型及外設(shè),完成PL C硬件結(jié)構(gòu)配置。2) 根據(jù)上述硬件選型及工藝要求，繪制PLC控制電路原理圖，繪制PLC控制電路,編制I/O接口功能表。圖多種液體自動混合裝置系統(tǒng)P LC控制電路原理圖，L作為PL C輸出回路的電源，分別向輸出回路的負(fù)載供電，輸出回路所有COM端短接后接入電源N端。ru工電液液液混 作動悻體體合 指機閥閥閥腋 示M n門門體 燈 A E C閥起起蔽液液液 動動面面面面 開開傳傳傳傳 關(guān)關(guān)感感感感 詼S田器器器器圖2為多種液體自動混合裝置的PLC控制電路原理圖3) PLC輸入回路中，信號電源由PLC本身的2 4V直流電源提供，所有輸

18、入C OM端短接后接入PLC電源D C24V的(+)端。輸入口如果有有源信號裝置，需要考慮信號裝置的電源等級和容量，最好不要使用PL C自身的2 4V直流電源,以防止電源過載損壞或影響其他輸入口的信號質(zhì)量。4 ) PLC采用繼電器輸出，每個輸出點額定控制容量為 AC 2 50 V，2A。6）根據(jù)上述設(shè)計，對照主回路檢查交流控制回路、PLC控制回路、各種保護聯(lián)鎖電路、PLC控制程序等，全部符合設(shè)計要求后，繪制出最終的電 氣原理圖。3 ） P LC采用繼電器輸出。表1和表2分別為多種液體自動混合裝置的PLC輸入和輸出接口功能表。表1多種液體自動混合裝置的 PLC輸入接口功能表序號工位名稱文字符號輸

19、入口1啟動開關(guān)SB 1X00 02停止按鈕S B2X 0 013液面?zhèn)鞲衅鱏Q 1X0 0 24液面?zhèn)鞲衅鱏Q2X 0 035液面?zhèn)鞲衅鱏Q3X0 0 46液面?zhèn)鞲衅鱏Q4X005表2多種液體自動混合裝置P LC輸出接口功能表序號工位名稱文字符號輸入口1PLC工作指示燈Y 0002控制攪勻電動機K M1Y00 13液體閥門AYV1Y0024液體閥門BY V 2Y 0035液體閥門CYV3Y 0 046混合液體閥門YV4Y0054）根據(jù)上述設(shè)計，對照主回路檢查交流控制回路、PL C控制回路、各種保護聯(lián)鎖電路、PLC控制程序等，全部符合設(shè)計要求后，繪制出最終的電氣 原理圖。5）根據(jù)設(shè)計方案選擇的電

20、氣元件，編制原理圖的元器件目錄表，如表3所示。表3多種液體自動混合裝置控制的元器件目錄表序號文字符號名數(shù)量規(guī)格備型號注稱1M電1Y系三相交流異步電動列動機機2F執(zhí)八、1JR1參照電動機整定R繼6 B -電流電2 0/器33F熔3RL1熔體2U斷-110A1器54F熔1RT16熔體2AU斷-3 22器X5Q斷1C 4脫扣電F路5 AD流10A器6S起1LAY綠色B動371按鈕LAY紅色DJX線圈電壓：AC2 20VAD16-2 2AC22 0LQ A2 0-1LQA20-1LQA20C380,60W380,60WAC380,60W-1A2 0-1AC3 80,60WFX248M繼電器輸出（3）

21、P LC控制程序設(shè)計1）程序設(shè)計。根據(jù)控制要求，建立多種液體自動混合裝置控制流程圖， 如圖3所示，表達出各控制對象的動作順序，相互間的制約關(guān)系。在明確PLC寄存器空間分配，確定專用寄存器的基礎(chǔ)上，進行控制系統(tǒng)的程序設(shè)計，包括主程序編制、各功能子程序編制、其他輔助程序的編制等。2）系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試?？蛰d靜態(tài)調(diào)試時，針對運行的程序檢查硬件接口電路中各種邏輯關(guān)系是否正確，然后先調(diào)試子程序或功能模塊程序，然后調(diào)試初始 化程序，最后調(diào)試主程序。調(diào)試過程中盡量接近實際系統(tǒng)，并考慮到各種可能 發(fā)生的情況，作反復(fù)調(diào)試，出現(xiàn)問題及時分析、調(diào)整程序或參數(shù)。3）系統(tǒng)動態(tài)調(diào)試及運行。在動態(tài)帶負(fù)載狀態(tài)下調(diào)試，密切觀察系統(tǒng)的 運行狀態(tài)，采用先手動再自動的調(diào)試方法，逐步進行。遇到問題及時停機，分 析產(chǎn)生問題的原因，提出解決問題的方法，同時做好詳盡記錄，以備分析和改 進。M8002Y0PLC工作晰燈X0啟動按鈕Ml14 1Y1© 1-TOTOM5一卜K2液面倍感器SQ1一一 X3液面怙感器應(yīng)2M3攪勻電動機MK500十X4啟面?zhèn)鞲衅鱏Q3 亙1 Y3 I腋體閥門BM10 T1I Y5 I混舍幀面閥門Ml5 11 Y5T1E200+ 液面樓感器SQ5MIO T1圖1 1-5多種液體混合自動裝置系統(tǒng)控制流程圖(4)多種液體自動混合裝置PL C控制