电气控制课程设计Word文档下载推荐.docx

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3.6端子排的选择…………………………………………….10

四、控制柜的尺寸设计……………………………………………10

五．总结…………………………………………………………….11

附录………………………………………………………………….12

课程设计任务书（B）

一、设计内容及要求

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，以及安装布置图、接线图和控制箱的设计，具有电气控制系统工程设计的初步能力。

根据系统的控制要求，采用OMRONCPM1APLC为中心控制单元，设计出满足控制要求的控制系统。

二、设计原始资料

1.2台消防泵，7.5KW，互为备用。

当工作泵出现故障时，备泵自投。

2.发生火灾时，打开消火栓箱门，击碎面板玻璃，起动消防泵。

手动停泵。

3.当消防给水管网水压过高时，停泵并报警。

4.当低位消防水池缺水，停泵并报警。

5.自动、手动、检修工作方式。

5.设置必要的各种电气保护。

三、设计完成后提交的文件和图表

1．计算说明书部分

1）系统工作原理说明

2）操作使用说明。

2．图纸部分：

1）电气原理图：

主电路、控制电路、梯形图、指令系统。

2）电气箱面板布置图，电气箱内部布置图。

3）接线图。

（相对编号法）

4）元件名细表。

5）控制箱尺寸。

四、进程安排

1．周1-周2完成原理图的设计

2。

周3完成元件的选型

3。

周4-周5完成布置图、接线图的设计

五、主要参考资料

1．建筑电气控制技术王俭建筑工业出版社

2．建筑电气控制技术马小军机械工业出版社

3．各种电器元件产品样本

前言

随着经济发展和城市化的发展，使得人们居住的楼房越来越高，消防供水系统的安全、可靠、稳定运行显得越来越重要。

本系统采用可编程序PLC来实现对消防水泵的控制，有效的保证火情发生时及时提供消防用水，还可以手动/自动来回切换，确保消防供水系统的安全、稳定使用。

为了满足该设计中提出的基本功能的要求，本次设计主电路上用两台电动机，由于功率较小可直接启动，同时采用了两个接触器对电机进行工作的控制，采用热继电器和低压断路器对电机进行过载和短路保护。

控制电路上，为了简单灵活起见，采用课堂中所学过的OMRONCPM1APLC为中心控制单元。

再加入必需的一些压力继电器、按钮、开关、指示灯，报警器等，从而基本形成了一个基于PLC控制的智能消防水泵控制系统。

一、系统概述

1.1系统设计要求

消火栓灭火系统由消火栓、消防水泵、管网、压力传感器及电气控制电路组成。

消火栓灭火系统属于闭环控制系统。

当发生火灾时，控制电路接到消火栓泵启动指令发出消防水泵启动的主令信号后，消防水泵电动机启动，向室内管网提供消防用水，压力传感器用来监视管网水压，并将监测水压信号送至消防控制电路。

1.2系统框图

水泵控制电路

消防水泵

供水管道

消防栓

水压检测

水源

水箱供水

给定

灭火

消火栓灭火系统框图

二、系统各部分的设计

2.1主电路的设计

由于两台泵，互为备用泵，所以需要对两台电机分别控制。

又因为其功率都为7.5kw，所以可确定两台水泵电机均可直接启动。

每个电机分别用1个接触器控制其电源,一个低压断路器进行该支路的短路保护，1个热继电器进行电机的过载保护。

同时，在主干路上也设置了一个低压断路器。

即主电路的组成器件为：

3个低压断路器，2个接触器的主触头，，2个热继电器，2台三相交流电机。

主电路电路图见附录图。

2.2控制电路的设计

在本系统中，控制电路是由PLC进行控制的。

按所提出的控制要求，最后定下的电路有14个输入点，9个输出点，所以决定采用OMRONC30P的PLC，该PLC有18个输入点，12个输出点，完全能满足本次设计的要求，并留有一定的余量。

该PLC的尺寸为：

150*90*85

表一I/O分布表

输入

输出

电源提示S1

00000

电源提示灯

01000

1#电机启动按钮SB1

00001

1#电机工作线圈KM1

01001

2#电机启动按钮SB2

00002

2#电机工作线圈KM2

01002

管网压力高输入BP

00004

管网压力过高

01003

低水位输入SL

00005

水箱水位低

01004

检修信号输入SB3

00006

检修指示

01005

手动\自动模

式转换SA

00007

警铃指示

01006

00008

1#电机热保护触电FR1

00009

2#电机热保护触电FR2

000010

1#泵手动停泵按钮

00011

2#泵手动停泵按钮

00012

火警信号

00013

警铃控制

00900

2.3梯形图的设计与分析

为了满足本次设计的基本要求和功能，梯形图设计如附录中原理图所示。

分析如下：

1.机组的启动条件

在该系统中，当发生火灾时，用硬物击碎消防按钮的面板玻璃，产生一个启动信号00013。

SB3为水泵检修开关，SA为万能转换开关，对手动投入还是自动投入进行选择控制。

为了对管网系统的压力监测和对水箱的水位监测。

将两个个触点分别接至PLC的00004、00005两个输入端。

根据设计要求，当管网系统压力或高或者低位水箱水位过低时，停泵并报警。

如果一号水泵发生故障或过载，热继电器FR1的常闭触头断开，KM1断电释放，KM2通电，二号泵投入使用。

机组停止方式的设置

在正常情况下，若机组开始了工作，管网水压过高和地位水箱水位过低作为停泵信号。

还有就是当水泵发生故障，水泵自动停机并报警。

2.备泵自投功能的实现

设计任务中要求当工作泵出现故障时，应实现备泵自投的功能。

因此，在设计中，电机的启动方式除了自动和手动的启动方式外，应再加一种作为备泵自投的启动方式，即在确认一台工作泵出现故障时，另一台泵的备用状态自然解除。

在系统仍满足起泵的条件下，应在感应工作泵的故障线圈一旦得电，则备泵应立即启动。

从而实现了备泵自投的功能。

3.信号灯的指示

在本次设计中，共使用了6个指示灯。

分别电源提示指示灯HL1；

一号电机工作指示灯HL2；

二号电机工作指示灯HL3；

管网压力过高以及低位水箱水位过低的报警指示HL4、HL5；

检修指示HL6；

以及最后的警铃装置。

在该设计中，将HL2HL3接在1、2号电机所对应的工作线圈KM1和KM2的两端，只要KM1或KM2得电，即00001或00002得电，则表明HL2或HL3也就亮了。

若需要检修，则00006有信号，检修指示灯HL6亮。

2.4指令语言程序

梯形图中对应的指令语言程序如下：

LD00000

OUT01000

LD00013

TIM002

#0030

LDTIM002

AND00008

LD00001

AND00007

ORTIM001

LD00009

OR00011

OR20004

KEEP01001

LDNOT01001

TIM000

#0030

LD00007

AND00002

ORTIM000

LD00010

OR00012

OR20004

KEEP01002

LDNOT01002

TIM001

LD00004

OUT01003

LD00005

OUT01004

LD00006

OUT01005

LD01003

OR01004

OR01005

AND00002

OUT01006

OUT20004

END

三、元器件的选择及依据

3.1交流接触器的选择

电机回路中的电流估算如下：

IN＝PN/（1.732×

UN×

COS∝）=7500/（380×

1.732×

0.9）≈12.66A.所以根据IN=13A选交流择接触器LC1-D169。

额定工作电流为16A。

尺寸大小为58*60*96（单位都为mm）。

3.2热继电器的选择

系统中电机为7.5KW，电源线电压为380V，电机正常工作时应为三角形接法。

选带有断相保护的热继电器：

LR1-D16321,并将其值整定为14A。

采用卡轨式安装，则尺寸为45*84*102

3.3低压断路器的选择

根据动力供电支线用断路器的动作电流整定原则，现采用非选择型二段式（过载延时及短路瞬动保护）保护，各参数计算如下：

⑴断路器额定电压UN=380V。

⑵过载保护：

Idz=KkIn,取Kk=1.1，则Idz=13.93（所以设定Idz=14A）A,所以干路上电流约为30A。

⑶短路瞬动保护：

Ioc=（10～12）IN,则支路上短路瞬动电流至少为127A.按130A选，干路上短路瞬动电流至少应为260A，按260A选。

综合以上各个条件，支路上选DZX7-2520型低压断路器，电流整定为16A，尺寸为46*83.5*89.干路上选DZX7-8040型低压断路器，电流整定为30A,尺寸为163*122*115。

3.4控制按钮和旋钮的选择

根据系统原理图及系统电压可选择：

按钮用SLA1-11M工作电压为24~220V。

尺寸为：

直径为18mm,安装孔为16mm.旋钮用LA18-44X2，直径为48mm.

3.5指示灯的选择

在控制电路上，为了接线简单起见，给指示灯供电为220V。

故选择指示灯类型为：

XDY1-B/41颜色：

红色额定电压为220VXDY1-B/42颜色：

绿色额定电压为220V.尺寸为：

直径28mm,安装时，两灯水平之间距离不小于65mm，垂直之间距离不小于50mm.

3.6端子排的选择

在本设计中，一共用了13个端子进行导线的引入和引出，故选用端子排的型号为：

TZ1-20.总共有20个端子，每个端子的尺寸为：

10*51*72，在本设计中用了其中的13个，余下的7-个作为预留端子。

四、控制柜的尺寸设计

根据以上关于本系统所选择的各元器件的实际安装尺寸，同时考虑各元件之间的间隔，最终将电气控制箱的尺寸定为450×

750×

150mm，具体的元器件尺寸分布

参见系统平面布置图中的尺寸标注。

五．总结

通过本次的课程设计，使我对PLC电气控制设计设计有了更加深刻的了解，对OMRONCPM1APLC也有了具体的应用，只有通过自己动脑与设计实践，才可以将课本上的知识学以致用。

但同时我也意识到了自己的不足，对于课本的知识掌握的不够熟练，虽然本次设计还存在缺陷，但我会在今后的学习中不断巩固和提高。

参考文献

1.建筑电气控制技术王俭建筑工业出版社

2.建筑电气控制技术马小军机械工业出版社

3.常用低压电路手册杨国福化学工业出版社

附录：

1、元器件明细表

名称

型号

数量

单位

PLC

OMRONC30P

1

台

交流接触器

LC1-D169M

2

个

热继电器

LR1-D16321

低压断路器

DZX7-2520

DZX7-8040

按钮开关

SLA1-11M

5

旋钮开关

LA18-44X2

指示灯

XDY1-B/41

6

XDY1-B/42

4

端子排

TZ1-20

感谢您的支持与配合，我们会努力把内容做得更好！