课程设计说明书格式及内容要求Word格式.docx
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通常习惯将主电路放在线路图的左边(或上部),而将控制电路放在右边(或下部)。
复杂的系统则分图绘制。
(2)每一电气元件采用国家规定的统一的图形符号来表示,在图形符号附近用文字符号标注属于哪类电器。
需要测试和拆、接的外部引出线的端子,用图形符号“空心圆”表示。
电路的连接点用“实心圆“表示。
(3)同一电器的各个部件(如接触器的线圈和触点)在图中的位置,根据便于阅读和研究的原则来安排,可以不画在一起,但属于同一电器的部件均编以相同的文字符号。
若有多个同一种类的电器元件,可在文字符号后加上数字序号。
(4)对于接触器、继电器的触点按吸引线圈不通电状态画出,控制器手柄按趋于零位时的状态画出,按钮、行程开关触点按不受外力作用时的状态画出等。
(5)在原理图中,无论是主电路还是辅助电路,各电气元件一般应按动作顺序和信号流从上到下,从左到右依次排列,可水平布置或者垂直布置,并尽可能减少线条和避免线条交叉。
电路中各元器件触点图形符号,在图形垂直放置时,以“左开右闭”原则绘制,当图形水平放置时以“上闭下开”原则绘画。
(6)直流和单相电源电路用水平线画出,一般画在图样上方(直流电源的正极)和下方(直流电源的负极)。
多相电源电路,用水平线集中画在图样上方,相序自上而下排列。
中性线(N)和保护接地线(PE)放在相线之下。
主电路与电源电路垂直画出。
控制电路与信号电路垂直画在两条水平电源线之间。
耗电元件(如线圈、电磁铁、信号灯等)直接与下方水平线连接,控制触点连接在上方水平线与耗电元件之间。
(7)为了便于检索电气电路,方便阅读和分析,在原理图的上方或右方将图分成若干图区,并标明该区电路的用途与作用。
(8)在电气原理图中,接触器与继电器线圈与触点之间的从属关系要加以说明,即在原理图中相应线圈的下方,给出触点的文字符号,并在其下注明相应触点的索引代号。
2.电气接线图的绘制要求
(1)同一电气的各部件画在一起,其尺寸和比例没有严格的要求,各部件的位置尽量符合实际情况。
(2)各电气元件的图形符号、文字符号和回路标记,均应以原理图为准,并且要保持一致。
(3)不在同一控制箱内或不是同一块配电屏上的各电气元件之间的连接,必须通过接线端子板进行连接。
同一控制箱内的各控制元件之间可以直接连接。
安装接线图上所表示的电气连接,一般不表示实际走线的途径,施工时由操作者根据实际情况选择最佳走线方式。
(4)应详细地标明配线用的各种导线的型号、规格、截面积及连接导线的根数。
标明所穿管子的型号、规格等,并标明电源的引入点。
3.电器安装、接线的工艺要求:
(1)安装方式安装方法有两种:
底板安装和DIN导轨安装。
底板安装是利用PLC机体外壳四个角上的安装孔,用螺钉将其固定在底版上。
DIN导轨安装是利用模块上的DIN夹子,把模块固定在一个标准的DIN导轨上。
导轨安装既可以水平安装,也可以垂直安装。
(2)电气设备安装时,应注意与其他工种之间的协调。
如配电间或发电机房的通风、散热和事故后的排烟处理等问题,也应注意母线槽、桥架、基础槽钢的预埋铁及预流孔的设置及相关系统的安装等问题,如发现问题及时提出。
(3)PLC的工作电源有120/230V单相交流电源和24V直流电源。
系统的大多数干扰往往通过电源进入PLC,在干扰强或可靠性要求高的场合,动力部分、控制部分、PLC自身电源及I/O回路的电源应分开配线,用带屏蔽层的隔离变压器给PLC供电。
隔离变压器的一次侧最好接380V,这样可以避免接地电流的干扰。
输入用的外接直流电源最好采用稳压电源,因为整流滤波电源有较大的波纹,容易引起误动作。
(4)配电设备安装必须符合设计要求。
接地应可靠,电器联锁装置应动作正确可靠,断路器分闸后,隔离触头才能分开,离墙距离、带电部位安全距离必须符合规范要求,必须便于维修人员在安全位置操作和观察仪表。
(5)接线按原理图逐个检查全部电气元件是否相符,其额定电压和控制操作电源电压必须一致。
按钮之间的控制连接线,控制线校线后,将每根芯线连接在端子板上、一般一个端子压一根线,最多不能超过两根,多股线应涮锡,不得有断股。
导线在管内不得有接头和扭结,其接头应设在接线盒内。
导线绝缘层不得损坏,导线不得扭曲。
(6)如单根管内导线较多,为防止导线端头路途受阻,要剥出端部线芯,并排好,与引线一端缠绕接好,再穿管。
导线的连接必须保证质量,割开绝缘层时,不得损伤线芯,芯线连接,外缠绝缘带应均匀严密,不得低于原绝缘层的绝缘强度。
导线连接牢固,包扎严密,绝缘良好,在盒箱内导线有适当余量。
4.实训线路发生的故障及排除办法:
(1)通电后电动机不转然后熔丝烧断
故障排除①检查刀闸是否有一相未合好可电源回路有一相断线消除反接故障②查出短路点予以修复③消除接地④查出误接予以更正⑤更换熔丝③消除接地点。
(2)通电后电动机不转有嗡嗡声
故障排除①查明断点予以修复②检查绕组极性判断绕组末端是否正确③紧固松动的接线螺丝用万用表判断各接头是否假接予以修复④减载或查出并消除机械故障⑤检查是还把规定的面接法误接为Y是否由于电源导线过细使压降过大予以纠正⑥重新装配使之灵活更换合格油脂⑦修复轴承。
(3)电动机起动困难额定负载时电动机转速低于额定转速较多
故障排除①测量电源电压设法改善②纠正接法③检查开焊和断点并修复④查出误接处予以改正⑤恢复正确匝数⑥减载。
(4)电动机空载电流不平衡三相相差大
故障排除①重新绕制定子绕组②检查并纠正③测量电源电压设法消除不平衡④峭除绕组故障。
(5)电动机空载过负载时电流表指针不稳摆动
故障排除①查出断条予以修复或更换转子②检查绕转子回路并加以修复。
(6)电动机空载电流平衡但数值大
故障排除①重绕定子绕组恢复正确匝数②设法恢复额定电压③改接为Y④重新配③更换新转子或调整气隙⑤检修铁芯或重新计算绕组适当增加匝数。
第二部分:
多种液体自动混合装置的PLC控制
一、多种液体自动混合装置的电气控制系统设计任务书
1.多种液体自动混合装置控制的概述
如图所示为三种液体混合装置,SQ1、SQ2、SQ3和SQ4为液面传感器,液面淹没时接通,液体A。
B、C与混合由电磁阀YV1、YV2、YV3、YV4控制,M为搅匀电动机,其控制要求如下:
1.初始状态
装置投入运行时,液体A、B、C阀门关闭,混合液阀门打开20s将容器放空后关闭。
2.起动操作
按下启动按钮SB1,装置开始按下列给定规律运转。
(1)液体A阀门打开,液体A流入容器。
当液面到达SQ3时,SQ接通,关闭液体A阀门,打开液面B阀门。
(2)当液面到达SQ2时,关闭液面B阀门,打开液面C阀门。
(3)当液面到达SQ1时关闭阀门C,搅匀电动机开始搅匀。
(4)搅匀电动机工作1min后停止搅动,混合液体阀门打开,开始放出混合液体。
(5当液面下降到SQ4时,SQ4由接通变端开,再过20s后,容器放空,混合液阀门关闭,开始下一周期。
3.停止操作
按下停止按钮SB2后,要将当前的混合操作处理完毕后,才停止操作(停在初始状态)。
2.多种液体自动混合装置电气控制系统设计要求
1)控制装置选用PLC作为系统的控制核心,根据工艺要求合理选配PLC机型和I/O接口。
2)可执行手动/自动两种方式,应能按照工艺要求编辑程序并可实时整定参数。
3)电动阀上驱动电动机运行,要在PLC控制回路中设置自保持。
4)PLC的接地应按手册中的要求设计,并在图中表示或说明。
5)为了设备安全运行,考虑必要的保护措施,入如电动机过热保护、控制系统短路保护等。
6)绘制电气原理图:
包括主电路、控制电路、PLC硬件电路,编制PLC的I/O接口功能表。
7)选择电器元件、编制元器件目录表。
8)绘制接线图、配线图、控制面板布置图和配线图等。
9)采用梯形图或指令表编制PLC控制程序。
二、多种液体自动混合装置控制系统总体设计过程
1.总体方案说明
总体设计思路经过对上述设计要求的深入思考后,对系统的设计过程有了一定的构架。
具体的想法有一下几点:
我做的系统为多种液体自动混合,需要对各种液体的液面的高度监控,因此,需要运用到传感器进行液面高度的监控。
各种液体入池的比例需要应用电磁阀控制,入池后的搅拌,则需要电机控制。
对各个控件的控制,需要一个完整的控制流程,运用PLC技术进行编程,可以实现对各个控件的控制。
具体控制方法根据题目要求,按下启动按钮时,A种液体进入容器,当达到一定值时,停止进入,B种液体开始进入,当达到一定值时,停止进入C种液体开始进入,当达到一定深度停止所有液体进入。
搅拌机进行搅拌,一分钟后搅拌均匀,停止搅拌,放出液体。
经20s后停止放出,按停止键停止操作。
液体的进入和放出,需要电磁阀的控制,液面的深度需要传感器的控制。
2.多种液体自动混合装置电气控制原理图设计
(1)主电路设计
图1多种液体自动混合控制的主电路图
1)主回路中交流接触器KM搅匀电动机M。
2)电动机M由热继电器FR实现过载保护。
3)QF为电源总开关,既可完成主电路的短路保护,又起到分断三相交流电源的作用,使用和维修方便。
4)熔断器FU实现各负载回路的短路保护。
(2)PLC接口控制电路设计
PLC选型及I/O分配图根据设计要求、控制要求,选定PLC的型号为:
FX1N系列它是日本三菱公司生产的三菱FX1N系列,拥有28路输入、18路继电器输出,而本例实际只需要6路输入、5路输出,输出留有约1/3的余量,输出所留余量超出1/3,完全满足要求;
拥有8K步的内存容量,而本例用户程序的容量估计在50步左右.
控制电路设计包括PLC硬件结构配置及PLC控制原理电路设计。
1)硬件结构设计。
了解各个控制对象的驱动要求,如:
驱动电压的等级、负载的性质等;
分析对象的控制要求,确定输入/输出接口(I/O)数量;
确定所控制参数的精度及类型,如:
对开关量、模拟量的控制、用户程序存储器的存储容量等,选择适合的PLC机型及外设,完成PLC硬件结构配置。
2)根据上述硬件选型及工艺要求,绘制PLC控制电路原理图,绘制PLC控制电路,编制I/O接口功能表。
图多种液体自动混合装置系统PLC控制电路原理图,L作为PLC输出回路的电源,分别向输出回路的负载供电,输出回路所有COM端短接后接入电源N端。
图2为多种液体自动混合装置的PLC控制电路原理图
3)PLC输入回路中,信号电源由PLC本身的24V直流电源提供,所有输入COM端短接后接入PLC电源DC24V的(+)端。
输入口如果有有源信号装置,需要考虑信号装置的电源等级和容量,最好不要使用PLC自身的24V直流电源,以防止电源过载损坏或影响其他输入口的信号质量。
4)PLC采用继电器输出,每个输出点额定控制容量为AC250V,2A。
6)根据上述设计,对照主回路检查交流控制回路、PLC控制回路、各种保护联锁电路、PLC控制程序等,全部符合设计要求后,绘制出最终的电气原理图。
3)PLC采用继电器输出。
表1和表2分别为多种液体自动混合装置的PLC输入和输出接口功能表。
表1多种液体自动混合装置的PLC输入接口功能表
序号
工位名称
文字符号
输入口
1
启动开关
SB1
X000
2
停止按钮
SB2
X001
3
液面传感器
SQ1
X002
4
液面传感器
SQ2
X003
5
SQ3
X004
6
SQ4
X005
表2多种液体自动混合装置PLC输出接口功能表
PLC工作指示灯
Y000
控制搅匀电动机
KM1
Y001
液体阀门A
YV1
Y002
液体阀门B
YV2
Y003
液体阀门C
YV3
Y004
混合液体阀门
YV4
Y005
4)根据上述设计,对照主回路检查交流控制回路、PLC控制回路、各种保护联锁电路、PLC控制程序等,全部符合设计要求后,绘制出最终的电气原理图。
5)根据设计方案选择的电气元件,编制原理图的元器件目录表,如表3所示。
表3多种液体自动混合装置控制的元器件目录表
名称
数量
规格型号
备注
M
电动机
Y系列
三相交流异步电动机
FR
热继电器
JR16B-20/3
参照电动机整定电流
FU1
熔断器
RL1-15
熔体2~10A
FU2
RT16-32X
熔体2A
QF
断路器
C45AD
脱扣电流10A
起动按钮
LAY37
绿色
7
红色
8
交流接触器
DJX-9
线圈电压:
AC220V
9
HL1
工作指示灯
AD16-22
10
电动阀门装置
LQA20-1
AC380,60W
11
12
13
14
PLC
可编程序控制器
FX2N-48MR
继电器输出
(3)PLC控制程序设计
1)程序设计。
根据控制要求,建立多种液体自动混合装置控制流程图,如图3所示,表达出各控制对象的动作顺序,相互间的制约关系。
在明确PLC寄存器空间分配,确定专用寄存器的基础上,进行控制系统的程序设计,包括主程序编制、各功能子程序编制、其他辅助程序的编制等。
2)系统静态调试。
空载静态调试时,针对运行的程序检查硬件接口电路中各种逻辑关系是否正确,然后先调试子程序或功能模块程序,然后调试初始化程序,最后调试主程序。
调试过程中尽量接近实际系统,并考虑到各种可能发生的情况,作反复调试,出现问题及时分析、调整程序或参数。
3)系统动态调试及运行。
在动态带负载状态下调试,密切观察系统的运行状态,采用先手动再自动的调试方法,逐步进行。
遇到问题及时停机,分析产生问题的原因,提出解决问题的方法,同时做好详尽记录,以备分析和改进。
图11-5多种液体混合自动装置系统控制流程图
(4)多种液体自动混合装置PLC控制梯形图与程序如下图所示。
指令表程序:
三.心得体会
通过本次PLC的课程设计,让我了解到PLC的重要性。
电气控制与可编程控制器是一门极其重要的课程,他综合了计算机技术和自动控制技术和通讯技术。
在当今由机械化向自动化,信息化飞速发展的社会,PLC技术越来越受人们广泛应用。
通过这次PLC课程设计实践。
我学会了PLC的基本编程方法,对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。
这次课程设计是非常难得的一次理论与实践相结合的机会,通过这次对“多种液体自动混合装置的PLC控制”的设计使我学会了怎样解决问题的方法,了解了科技的进步与社会的发展。
让我充分的知道了自己本身的不足与存在的问题。
为以后的工作学习找到了方向和前进的动力。
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