皮帶輸送機電氣控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試課設(shè)報告

1、 電氣控制技術(shù)綜 合 實 驗 報 告 書題 目 皮帶輸送機電氣控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試 學(xué)院(部) 電控學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 12 月 10 日至 12 月 21 日 共 2 周指導(dǎo)教師(簽字) 系 主 任(簽字) 2012年 12 月 1 日目錄一、 設(shè)計目的···················二、設(shè)計任務(wù)書·····&#

2、183;·············三、設(shè)計方案····················四、程序調(diào)試··············&#

3、183;·····五、元器件的選擇··················六、元件明細表···················七、控制柜的設(shè)計···

4、83;··············八、使用說明書···················九、總結(jié)··············

5、3;·······十、參考文獻····················十一、附錄·····················

6、;一、 設(shè)計目的通過對電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計，掌握電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法，能夠設(shè)計出滿足控制要求的電氣原理圖，安裝布置圖、接線圖和控制箱的設(shè)計，并進行模擬調(diào)試。具有電氣控制系統(tǒng)工程設(shè)計的初步能力。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，采用PLC為中心控制單元，設(shè)計出滿足控制要求的控制系統(tǒng)并進行聯(lián)機調(diào)試。二、設(shè)計任務(wù)書（一）、 設(shè)計內(nèi)容及要求通過對電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計，掌握電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法，能夠設(shè)計出滿足控制要求的電氣原理圖，安裝布置圖、接線圖和控制箱的設(shè)計，并進行模擬調(diào)試。具有電氣控制系統(tǒng)工程設(shè)計的初步能力。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，采用PLC為中心控制單元，設(shè)計出滿足控制要求的控制系統(tǒng)并進行聯(lián)機調(diào)試。（二）

7、、 設(shè)計原始資料皮帶輸送機由三條皮帶組成，1#、2#皮帶運送左、右兩側(cè)的物料，由3#皮帶運出。其控制要求為：1、 M1、M2的功率4KW，M3的功率5.5KW。2、 1#和2#皮帶不能同時起動，也不能同時工作。3、 按下1#或2#起動按鈕時，3#皮帶先起動，5秒后，1#或2#皮帶起動。停機時，按下1#或2#停機按鈕，經(jīng)10S 后1#或2#皮帶停止，20S后3#停止。4、 1#或2#電動機過載時，1#或2#停機，3#過載時全部停機。5、 設(shè)手動、自動工作方式。手動方式下各臺電機不聯(lián)鎖，用按鈕分別對電機起?？刂?。6、 各種指示及報警。（三）、設(shè)計完成后提交的文件和圖表1 計算說明書部分1）系統(tǒng)工作

8、原理說明2）程序調(diào)試3）操作使用說明。2 圖紙部分：1） 電氣原理圖：主電路、控制電路、梯形圖、指令系統(tǒng)。2） 電氣箱面板布置圖，電氣箱內(nèi)部布置圖。3） 接線圖。（相對編號法）4）元件明細表5）控制箱尺寸三、方案設(shè)計1、主電路的設(shè)計利用低壓斷路器進行短路、欠壓保護，熱繼電器進行過載保護，接觸器控制主電路的通斷。2、控制電路的設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，采用華光（SH）系列PLC為中心控制單元，根據(jù)控制要求列出I/O分配表如下：PLC控制的I/O分配表輸入輸出現(xiàn)場信號PLC地址現(xiàn)場信號PLC地址停機按鈕SB0（自動）I00電源接觸器KM1Q001#皮帶啟動按鈕SB1（自動）I01電源接觸器KM2Q0

9、12#皮帶啟動按鈕SB2(自動)I02電源接觸器KM3Q023#皮帶啟動按鈕SB3(手動)I03自動狀態(tài)信號指示燈HL0Q033#皮帶停機按鈕SB4（手動）I041#皮帶過載指示燈HL4Q04緊急停車按鈕SBI052#皮帶過載指示燈HL5Q05自動手動切換旋鈕SAI063#皮帶過載指示燈HL6Q061#皮帶啟動按鈕SB5（手動）I07過載報警器HAQ071#皮帶停機按鈕SB6（手動）I102#皮帶啟動按鈕SB7（手動）I112#皮帶停機按鈕SB8(手動)I12熱繼電器觸點FR1I13熱繼電器觸點FR2I14熱繼電器觸點FR3I15有I/O分配表可知，需要輸入/輸出點數(shù)為14 /8點。增加10%

10、20%的可擴展余量后，得到輸入/輸出點數(shù)為16/10點。因此選用型號為SH32-R1的PLC作為中心控制單元，其輸入/輸出點數(shù)均布，輸入 /輸出接口模塊的外部接線圖均為分組式，為四位一組，輸出方式為繼電器輸出。根據(jù)控制要求及I/O分配表，設(shè)計控制電路PLC外部接線圖如下: SH32-R1輸入接口模塊為分組式，但其各組的COM端在內(nèi)部均相連，因此，外部接線時若要采用匯點式或是不同組的分組組合式可以共用一個COM端，各個COM端不必用導(dǎo)線短接。而其輸出接口模塊也為分組式，但其各個COM端內(nèi)部沒有相連，因此，若要采用匯點式或者是不同組的分組組合式時，需要在外部用導(dǎo)線將相應(yīng)的各個COM端短接。3、軟件

11、設(shè)計(1)根據(jù)控制要求及I/O分配表編寫梯形圖如下：M000、M001是內(nèi)部輔助繼電器，在自動狀態(tài)下，按下1#皮帶或者2#皮帶的啟動按鈕SB1或SB2，3#皮帶首先啟動，經(jīng)延時，相應(yīng)的1#或2#皮帶才啟動，M000、M001的采用，使得自動狀態(tài)下SB1或SB2按鈕按下時，1#皮帶或2#皮帶準確啟動，避免造成誤啟動。自動手動切換旋鈕SA處于中間位置，即對應(yīng)輸入點不被接通，系統(tǒng)處于自動運行狀態(tài)，此時，輸出Q03將被接通，系統(tǒng)自動運行指示燈將會點亮；當(dāng)旋至另一邊時，系統(tǒng)處于手動運行狀態(tài)，系統(tǒng)自動運行指示燈滅。自動狀態(tài)下，M3啟動后，延時5s，M1或M2才啟動，并且M1和M2也不能同時啟動，也不能同時

12、工作，因此，采用了互鎖的方法，避免，由于誤動作，使得MI和M2在自動狀態(tài)下同時工作的情況。系統(tǒng)在自動狀態(tài)下，按下停機按鈕，首先經(jīng)定時器T2延時10s，M1或M2停機，經(jīng)定時器T3延時20s，M3停機。手動狀態(tài)下，各電機互不聯(lián)鎖。當(dāng)任意電機過載時，將接通Q07，接通報警器，發(fā)出報警，同時對應(yīng)的指示燈亮，指示過載電機,并且持續(xù)50s后，定時器T4斷開相應(yīng)的電路。（2）根據(jù)梯形圖編寫指令語句如下：LD I01 OR I02 OR Q02 ANDN T3 ANDN I06 LD I03 OR Q02 ANDN I04 AND I06 ORLD ANDN I15 ANDN I05 OUT Q02 LD

13、I01 OR M000 ANDN I06 ANDN Q00 AND Q02 OUT M000 LD I02 OR M001 ANDN I06 ANDN Q01 AND Q02 OUT M001 LDN I06 OUT Q03 LD M000 OR M001 TMR T0 K50 LD TO AND M000 OR Q00 ANDN Q01 ANDN I15 ANDN T2 LD I07 OR Q00 ANDN I10 AND I06 ORLD ANDN I13 ANDN I05 OUT Q00 LD T0 AND M001 ANDN Q00 ANDN I15 ANDN T2 LD I11 OR

14、 Q01 ANDN I12 AND I06 ORLD ANDN I14 ANDN I05 OUT Q01 LD I00 OR M002ANDN T3OUT M002LD M002TMR T3 K200TMR T2 K100LD I13OR I14OR I15 OR M003ANDN T4OUT M003OUT Q07LD M003TMR T4 K500LD I13OR Q04ANDN T4OUT Q04LD I14OR Q05ANDN T4OUT Q05LD I15OR Q06ANDN T4OUT Q06END四、程序調(diào)試根據(jù)控制要求，編寫梯形圖并寫出指令代碼后，連接PLC外部接線，待接線完好

15、，接通PLC工作電源，并通過手持簡易編程器將指令代碼寫入PLC中。指令代碼準確輸入以后， 接通PLC輸出負載電源，開始調(diào)試程序，通過改變輸入狀態(tài)，觀察輸出指示燈的狀態(tài)，來調(diào)試程序，看是否滿足控制要求。調(diào)試過程中遇到的問題：（1） 輸入部分按鈕的接線錯誤，將常開按鈕錯節(jié)成常閉，導(dǎo)致，程序還未運行，輸入指示燈就一直亮。（2） 梯形圖的設(shè)計錯誤，導(dǎo)致程序不能夠達到預(yù)期的調(diào)試結(jié)果，例如：應(yīng)該用常開觸點的卻用成常閉觸點，手動自動狀態(tài)的輸入通過并聯(lián)來控制輸出的時候，為了減少塊指令的使用，采用內(nèi)部輔助繼電器代替的時候，由于考慮不周，造成指示燈該滅的時候卻不能滅。（3） 指令代碼的輸入錯誤五、元器件的選擇1、

16、低壓斷路器的選擇低壓斷路器具有過載、短路、欠電壓保護作用，其額定電流及過電流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于被保護電路的計算電流。電機M1、M2的功率為4KW。M3的功率為5.5KW，有：，得M1、M2的額定電流約為M3的額定電流約為：則 所用于控制總電源通斷的斷路器QF的額定電流約為：故，在此處，選用天水二一三DZX7-8040的三極低壓斷路器，其電流調(diào)整范圍為2540A。控制各電機線路電源通斷的斷路器的額定電流則為：QF1的額定電流約為: 故，在此處選用天水二一三DZX7-2514三極低壓斷路器，其電流調(diào)整范圍為610A.QF2的額定電流約為: 故，在此處選用天水二一三DZX7-2514三極低

17、壓斷路器，其電流調(diào)整范圍為610A.QF3的額定電流約為: 故，在此處選用天水二一三DZX7-2520三極低壓斷路器，其電流調(diào)整范圍為1016A.PLC正常工作電源為AC220V,其工作電流比較小，甚至不到1A，故，控制PLC電源通斷的低壓斷路器QF4 ，選用天水二一三DZX4-3/2兩級低壓斷路器, 其額定電流為3A?？刂芇LC輸出負載通斷的低壓斷路器QF5，其額定電流約為各負載額定電流之和，指示燈、報警器的額定電流都比較小，因此主要為通過接觸器線圈的額定電流之和，約為23A,因此，選用天水二一三DZX4-32/2 兩級低壓斷路器，其額定電流為32A。2、接觸器的選擇所用電源為三相交流電，因

18、此，所選用接觸器為交流接觸器接觸器的額定電壓應(yīng)等于負載的額定電壓，額定工作電流近似等于控制功率的2倍或者根據(jù) 計算。分別控制M1、M2 的接觸器KM1、KM2的額定工作電壓、額定工作電流約為： 故，在此，選用天水二一三LC1-D09 接觸器，其額定電流為9A?？刂芃3的接觸器KM3的額定工作電壓、額定工作電流約為：故，在此選用天水二一三LC1-D12接觸器，其額定電流為12A.3 、熱繼電器的選擇熱繼電器用于對電機負載進行過載保護，熱繼電器的脫扣電流應(yīng)約為負載額定電流的(11.1)倍。分別對M1、M2電機所帶負載進行過載保護的熱繼電器的脫扣電流約為：I=6.75A7.25A故，在此選用天水二一

19、三LR1-D09314熱繼電器，電流調(diào)整范圍為710A。對M3電機所帶負載進行過載保護的熱繼電器的脫扣電流約為：I=9.28A10.21A故，在此選用天水二一三LR1-D12316熱繼電器，電流調(diào)整范圍為1013A。 在此，所用的熱繼電器是與相應(yīng)的接觸器組合使用的。六、元件明細表序號代號型號數(shù)量備注1KM1、KM2LC1-D092額定電流9A2KM3LC1-D121額定電流12A3FR1、FR2LR1-D093142電流調(diào)整范圍為710A4FR3LR1-D123161電流調(diào)整范圍為1013A5QFDZX7-80401電流調(diào)整范圍為2540A6QF1、QF2DZX7-25142電流調(diào)整范圍為61

20、0A7QF3DZX7-25201電流調(diào)整范圍為1016A8QF4DZX4-3/21額定電流為3A9QF5DZX4-32/21額定電流為32A10M1、M22功率為4KW11M31功率為5.5KW12PLCSH-32R11I/O點數(shù)為32131手持式簡易編程器14HL1、 HL2、HL3 、HL0AD16-16/g314開孔尺寸為22mm,綠色15HL4、HL5、HL6AD16-16/r313開孔尺寸為22mm,紅色16HATL-90LF/BC/R31/S1開孔尺寸為90mm,警示燈，聲光報警17 SB1、SB2、SB3、SB5、SB7NP2-BW33615 開孔尺寸為30mm，帶LED指示，綠

21、色，18SB0、SB4、SB6、 SB8NP2-EW34654開孔尺寸為30mm，帶LED指示，紅色19SBNP2-BW35611開孔尺寸為30mm，帶LED指示，黃色20SANP2-ED211開孔尺寸為30mm, 二位置鎖定21 TH35-7.51額定電流為35A22導(dǎo)線若干七、控制柜的設(shè)計 根據(jù)各元器件的產(chǎn)品尺寸，所設(shè)計的控制柜尺寸為480*690 。詳情見元件布置圖。八、使用說明書 合上各低壓斷路器，接入電源，旋鈕SA至于中間位置，皮帶傳輸系統(tǒng)處于自動運行狀態(tài)，按下SB1(或者SB2)，3#皮帶先啟動運行，指示燈HL3亮，經(jīng)延時5s ，相應(yīng)的1#(或者2#)皮帶啟動并運行,指示燈HL1(或者HL2)亮。按下SB0，經(jīng)延時10s，1#（或者2#